Geometría en los canales. Carlos Daniel Forero Pomar 2520141108

CONTENIDO CONTENIDO 1. Resumen 2. Introducción 3. Objetivos   1. Resumen 2. Introducción 3. Objetivos 4. Referente teórico 5. Desarrollo de la aplicación 6. Conclusiones 7. Referencias bibliográficas

Resumen Daremos a demostrar la incidencia y la aplicación de la geometría en un proyecto de la ingeniería civil. Para poder resolver cualquier problema el cual pueda afectar todas nuestras obras, donde es importante mencionar el campo de acción de la ingeniería civil, y la importancia del mismo, ya que al realizar una estructura, no se puede fallar en las medidas de la misma, la obra debe quedar perfecta, debido a que cualquier error puede ocasionar una catástrofe.

Introducción Este trabajo consiste en investigar y analizar los conceptos básicos de los elementos de la geometría plana y del espacio, como así también el planteo y soluciones de situaciones problemáticas que requieran la ayuda de ella misma, para comenzar presentaremos cual es la definición del tema al cual aplicaremos en la ingeniería civil, para resolver cualquier tipo de inquietud estaremos paso a paso en el desarrollo de esta investigación.

Objetivos Generales. Objetivo general: Analizar un problema en la ingeniería civil y solucionarlo por uno de los métodos aplicados en clase. Objetivo específico: Conocer y analizar una de las aplicaciones de la geometría en la ingeniería civil a partir de un ejemplo como lo es un canal.

Canal En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos —generalmente utilizada para agua— y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece al campo de la ingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil.

Clasificación de canales Existen tres tipos de canales. Canales Naturales : Se denomina canal natural a las depresiones naturales en la corteza terrestre, algunos tienen poca profundidad y otros son más profundos, según se encuentren en la montaña o en la planicie Canales de riego : Éstos son vías construidas para conducir el agua hacia las zonas que requieren complementar el agua precipitada naturalmente sobre el terreno. Canal de navegación : Un canal de navegación es una vía de agua hecha por el hombre que normalmente conecta lagos, ríos u océanos

Las dimensiones de los canales de riego son muy variadas, y van desde grandes canales para transportar varias decenas de m3/s, los llamados canales principales, hasta pequeños canales con capacidad para unos pocos l/s, son los llamados canales de campo. Generalmente se construyen en hormigón, o en mampostería de piedra, y están equipadas con compuertas, algunas simples, manuales (también denominadas tablachos, y otras que pueden llegar a ser sofisticadas, p.e. manejadas a control remoto.

Canales

Elementos geométricos Los elementos geométricos son propiedades de una sección del canal que puede ser definida enteramente por la geometría de la sección y la profundidad del flujo. Estos elementos son muy importantes para los cálculos del escurrimiento. Profundidad del flujo, calado o tirante: la profundidad del flujo (h) es la distancia vertical del punto más bajo de la sección del canal a la superficie libre. Ancho superior: el ancho superior (T) es el ancho de la sección del canal en la superficie libre. Área mojada: el área mojada (A) es el área de la sección transversal del flujo normal a la dirección del flujo.

Perímetro mojado: el perímetro mojado (P) es la longitud de la línea de la intersección de la superficie mojada del canal con la sección transversal normal a la dirección del flujo. Radio hidráulico: el radio hidráulico (R) es la relación entre el área mojada y el perímetro mojado, se expresa como: R = A / P Profundidad hidráulica: la profundidad hidráulica (D) es la relación del área mojada con el ancho superior, se expresa como: D = A / T Factor de la sección: el factor de la sección (Z), para cálculos de escurrimiento o flujo crítico es el producto del área mojada con la raíz cuadrada de la profundidad hidráulica, se expresa como: Z = A. SQRT (D) El factor de la sección, para cálculos de escurrimiento uniforme es el producto del área mojada con la poténcia 2/3 del radio hidráulico, se expresa como: A. R^(2/3)

Características geométricas las características geométricas son la forma de la sección transversal, sus dimensiones y la pendiente longitudinal del fondo del canal. Las características hidráulicas son la profundidad del agua (h, en m), el perímetro mojado (P, en m), el área mojada (A, en m 2) y el radio hidráulico (R, en m), todas función de la forma del canal. También son relevantes la rugosidad de las paredes del canal, que es función del material en que ha sido construido, del uso que se le ha dado y del mantenimiento, y la pendiente de la línea de agua, que puede o no ser paralela a la pendiente del fondo del canal. El radio hidráulico se define como: donde  y  son el área y el perímetro mojado.

donde:           y = tirante de agua, altura que el agua adquiere en la sección transversal            b = base del canal o ancho de solera            T = espejo de agua o superficie libre de agua           H = profundidad total del canal            H-y  = borde libre           C =  ancho de corona           θ = ángulo de inclinación de las paredes laterales con la inclinacion.

Tirante de agua o profundidad de flujo “y”: Es la distancia vertical desde el punto más bajo de una sección del canal hasta la superficie libre, es decir la profundidad máxima del agua en el canal. Ancho superficial o espejo de agua “T”: Es el ancho de la superficie libre del agua. Área mojada o área hidráulica “A”: Es la superficie ocupada por el líquido en una sección transversal normal cualquiera. Perímetro mojado “P”: Es la parte del contorno del conducto que está en contacto con el líquido. Radio hidráulico “R”: Es la relación del área mojada con respecto a su perímetro mojado, el radio hidráulico es la dimensión característica de la sección transversal, hace las funciones del diámetro en tuberías.