CANALES

Microcentral con red aislada (3): Equipos
hidr´aulicos. Conducciones
Fernando Liz´arraga Roncal
Daniel Garc´ıa Galindo
ISF Arag´on
19 Febrero 2003
Resumen
En esta segunda parte del cap´ıtulo 3 se van a explicar exhaustivamente los diferentes tipos de conducciones.

´Indice
3.2 CONDUCCIONES
3.2.1 Circulaci´on del agua en conductos abiertos
3.2.2 Tuber´ıas forzadas . . . . . . . . . . . . . . .3.2.3 C´amara de carga . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Detalles de la acometida de obra: . . . . . .

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

1
1
7
16
18

3.3 PRESILLA
19
3.3.1 Introducci´on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3.2 Construcci´on de un dique mediano de retenci´on . . . . . . . . 22
3.3.3 Acometida de obra . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.4 INSTALACIONES

23

3.2 CONDUCCIONES
3.2.1 Circulaci´
on del agua en conductos abiertos
Por oposici´on a los conductos cerrados, en los que el agua llena el conducto, en un canal abierto siempre existe una superficie libre en contacto
con el aire exterior. En general en un canal la superficie libre del agua est´a a
la presi´on atmosf´erica,normalmente considerada como referencia de presi´on
cero. Esto por una parte facilita el an´alisis, al eliminar el termino de presi´on, pero por otra lo complica ya que, a priori, la forma de la superficie es
1

desconocida. La profundidad cambia al cambiar las condiciones y, en el caso
de flujos no estacionarios, su c´alculo forma parte del problema.
Un canal abierto siempre tiene dos paredes lateralesy una solera, en
las que el flujo satisface la condici´on de no deslizamiento. Un principio bien
establecido de la mec´anica de fluidos es el que dice que una part´ıcula de
fluido en contacto con una frontera s´olida estacionaria no tiene velocidad.
La viscosidad del fluido − el gran problema para el estudio matem´atico
del movimiento de los fluidos reales − viene confinada a una d´ebil capa defluidos en la inmediata vecindad de la superficie frontera. Fuera de esta capa
limite el fluido se comportar´a como si no tuviera viscosidad.
Este es el fundamento de la teor´ıa de la capa limite con el que se resuelven
matem´aticamente casos particulares del movimiento de fluidos. El espesor
de esa capa limite depende, entre otros factores, de la velocidad, densidad y
viscosidad din´amica delfluido.
Como consecuencia cualquier canal, incluso uno recto, tiene una distribuci´on tridimensional de velocidades. La figura siguiente muestra las l´ıneas
de isovelocidad en distintas secciones de canal. El enfoque matem´atico se
apoya en la teor´ıa de la capa limite; el ingenieril consiste en considerar el
movimiento como unidimensional con una velocidad media V.

Figura 1: L´ıneas de isovelocidaden distintas secciones del canal
3.2.1.1 Tipos de flujos
Si se toma el tiempo como criterio de clasificaci´on de reg´ımenes, un flujo
se clasificar´a como permanente, cuando en una secci´on dada el tirante 1 no
var´ıa con el tiempo, o como variable cuando var´ıa porque cambia la pendiente o la secci´on o porque existe un obst´aculo en el canal. El movimiento
ser´a gradualmente variable si esv´alido el enfoque unidimensional y r´apidamente variable si no lo es. A continuaci´on se representan los tipos de flujo
descritos: permanente, gradualmente variable (GV) y r´apidamente variable
(RV).
Como en el caso de la circulaci´on del agua en tuber´ıas a presi´on, tambi´en
la ley de conservaci´on de la energ´ıa gobierna el comportamiento del flujo
en canales abiertos. A estos efectos la ecuaci´onsigue siendo perfectamente
2

Figura 2: Secciones de flujos uniformes y flujos variables

3

v´alida.
3.2.1.2 Conceptos de flujo uniforme
Se va a estudiar el flujo uniforme, que es el que se debe conseguir en la
conducci´on abierta. Para que en un canal abierto el flujo sea uniforme tiene
que satisfacer los siguientes requisitos:
Tanto el tirante de agua como el caudal y la distribuci´on de...