Hidraulica basica

M. E. Guevara A.

INTRODUCCIÓN

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HIDRÁULICA 1. Generalidades 1.1 Definición La palabra Hidráulica viene del latín hydraulica y ésta del griego hydrauliké que corresponde al término femenino de hydraulikós, que a su vez se deriva de hydraulis, cuya traducción al español podría ser tubo de agua, pues se compone de dos palabras: hydor = agua, y aulos = tubo. Sin embargo, otros autores enforma mas pintoresca, traducen hidráulica como órgano de agua y sitúan su origen en el griego hydor = agua, y en aulein = tocar la flauta. Realmente, esta interpretación se debe a que hidraulus es un antigüo instrumento musical precursor del órgano de nuestros días, en el que un depósito con agua estabiliza la presión del aire que pasa por los tubos.

Figura 1.1 Origen de la palabra de hidráulica.IAHR Bulletin. 1997. 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General Estudiar los principios que rigen el movimiento del agua en sistemas de conducción a flujo libre y a presión, considerando flujo permanente uniforme y variado en régimen de flujo turbulento. 1.2.2 Objetivos Específicos • • • Analizar y diseñar hidráulicamente sistemas de conducciones a presión y a flujo libre. Resolver ejercicios prácticossobre conducción de agua por tuberías y canales. Familiarizar al estudiante con los fenómenos hidráulicos reales mediante las prácticas de laboratorio fomentando, además, su interés por la experimentación y la investigación.

1. 2.3 Objetivos Instruccionales • • • Clasificar tipos de flujo: permanente, no permanente, uniforme, variado. Conocer y manejar las ecuaciones básicas del flujo libre y apresión. Definir los parámetros hidráulicos para el diseño de canales.

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Dimensionar la sección transversal de los canales según diferentes criterios de diseño. Conocer los casos mas comunes en el diseño de canales Identificar controles en el flujo: compuertas, vertederos, cambios de pendiente, caídas, etc. Analizar y calcular losperfiles de flujo variado: rápido y gradual. Calcular pérdidas de energía hidráulica tanto por fricción y localizadas. Diseñar conducciones de agua a presión incluyendo sistemas simples, en serie, en paralelo, abiertos y mixtos. Analizar el funcionamiento de sistemas de conducción a presión según la posición de la tubería con relación a las líneas de energía y por efectos de la sobrepresión causadapor el golpe de ariete. Conocer diferentes clases de tuberías.

1.3 Enfoques - Hidráulica empírica que se basa en la experiencia de construcción de obras hidráulicas desde la antigüedad. - Hidráulica teórica o general en la que se estudian las leyes de la hidrostática y la hidrodinámica. - Hidráulica aplicada en la que la experiencia y las bases teóricas se usan para lograr el aprovechamiento delagua en proyectos de desarrollo como: sistemas de abastecimiento del agua potable, centrales hidroeléctricas, adecuación de tierras con irrigación y drenaje, puertos, control de inundaciones, recreación, industria, etc. Leonardo da Vinci hace mas de 500 años se refería a que en la hidráulica la experiencia va antes que la razón y este pensamiento sigue vigente hasta nuestros días en que vemos queel tratamiento empírico o experimental ha prevalecido sobre el razonamiento teórico a pesar de la cantidad de modelos matemáticos que tratan de simular la realidad sin lograr representarla en su totalidad.

1.4 Sectores de aplicación de la Hidráulica Abastecimiento de agua para consumo (acueductos) Generación de energía hidráulica (centrales hidroeléctricas) Irrigación de campos agrícolasDrenaje vial, urbano y rural Control de inundaciones Hidráulica fluvial Hidráulica marítima y de costas Navegación Máquinas hidráulicas (turbinas, bombas, arietes) Hidroinformática Modelación hidráulica e hidrológica Hidrología de aguas superficiales y subterráneas Impacto ambiental de obras hidráulicas Industria Recreación Calidad de agua Tratamiento de agua potable y residual

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