Principios de Arquimedes

Arquimides;

La Fisica en la historia; Arquimedes fue un discipulo de la Alejandria que en la actualidad se puede comparar con una universidad, volvio a su tierra natal Siracusa, en la isla de Sicilia, en el mediterraneo.

Fue protegido del rey Heron y bajo su mandato se dedico a la construccion de barcos y maquinas de guerra; en geometria estableciouna manera de medirel valor de II, y describio la espiral como una curva nueva, tambien fue un innovador en la notacion matematica adelantandose a lo que conocemos, tambien fue inventor de el tornillo sin fin que es utilizado en la actualidad para extraer agua de pozos y rios.

Tambien dio a conocer sus fundamentos acerca del empuje y la flotacion:

Tambien existde la leyenda sobre la corona de oro la cual Arquimides tenia como mision, saber si esta era de oro autentico o esta consistia de otra aleacion, para ello mientras Arquimides tomaba una ducha se dio cuenta que su cuerpo flotaba lo cual lo tomo a determinar sobre la densisad de la corona y su material para saber si realmente era de oro o no.

 

Bocatoma

Una bocatoma es una obra civil destinada a extraer un cierto caudal de agua de una fuente o cauce, estero rio, embalse, lago,etc. ).

 

Normalmente cuando se capta desde un estero o rio, la bocatoma es superficial, en cambio cuando se capta desde un embalse o lago, la captacion sera profunda.

Tradicionalmente las bocatomas se construian, y en muchos sitios se construyen aun, amontonando tierra y piedra en el cauce de un rio, para desviar una parte del flujo hacia el canal de derivacion. Normalmente estas rudimentarias construcciones debian ser reconstruidas año a año, pues las avenidas las destruian sistematicamente.

Las bocatomas construidas tecnicamente constan en general de las siguientes partes;

 º Compuerta de control y cierre de la compuerta.

 º Dispositivo para medir los niveles, aguas arriba y aguas abajo de la compuerta de control. Estos pueden ser simples reglas graduadas o pueden contar con medidores continuos de nivel y transmisores de la informacion al centro de operacion, el que puede contar con mecanismos para operar a distancia la compuerta.

Si se encuentra en rios y arroyos, generalmente constan tambien de;

 º Un vertedero para fijar la seccion del curso de agua, tanto planimetricamente, como en cota, evitando de esta forma la migracion del curso de agua en ese punto y su socavacion, lo que podria dejar la bocatoma inoperante.

 º Un canal de limpieza, provisto de compuertas, para permitir el desarenamiento de la aproximacion a la bocatoma.

 º Frecuentemente se completa la bocatoma con una reja y un desarenador, para evitar que el transporte solido sedimente en el canal dificultando los trabajos de mantenimiento del mismo.      

Sifon; Descripcion

Los sifones permiten cruzar cauces, caminos, quebradas, etc.

Su diseño depende del caudal, las cargas, caracteristicas topograficas de terreno y suelo de fundacion.

Los materiales dependeran principalmente de la magnitud de la obra ( caudal de diseño, velocidad, longitud ).

Pueden ser en hormigon in-situ, hormigon prefabricado, materiales plasticos ( pvc, hdp ), etc.

Con la informacion topografica de las curvas de nivel y el perfil del terreno en el sitio de la obra, se traza el sifon y procede a diseñar la forma y secciones de la seccion del conducto mas economico y conveniente, tomando en cuenta las "perdidas de carga que han de presentarse".

El sifon funciona por diferencias de cargas, esta diferencia de cargas debe absorver todas las perdidas en el sifon, en la cual la diferencia de carga debe ser mayor que las perdidas totales.

Componentes de un canal

Como componentes de un canal, existen;

- Obras de derivacion; Se usan para derivar el agua (utilizando marcos partidores), desde un canal principal o uno secundario, o de este ultimo hacia un canal terciario.

Generalmente se construyen en hormigon, o en manposteria de piedra, estan equipadascon compuertas, algunas simples, manuales, y otras que pueden llegar a ser sofisticadas (manejadas a control remoto).

- Los controles de nivel; Muchas veces asociadas a las obras de derivacion, son destinadas de mantener siempre, en el canal, el nivel de agua dentro de un cierto rango y especialmente en los puntos terminales, con una inclinacion descendente.

- Secciones de aforo; Son destinadas a medir la cantidad de agua que entra en un determinado canal.

Existen diversos tipos de secciones de aforo, algunas muy sencillas, constan de una regla graduada que es leida por el operador a intervalos pre-establecidos, hasta sistemas complejos, asociados con compuertas autorregulables, que registran el caudal en forma continua y lo transmiten a la central de operacion computarizada.

- Obras de cruce de canal del riego con otras infraestructuras existentes en el terreno, pertenecientes o no al sistema de riego, (estas a su vez pueden ser);

 º Cruce de canal de riego con un canal de drenaje del mismo sistema de riego

 º Cruce de un dren natural, con el canal de riego, a una cota mayor que este ultimo

 º Cruce de canal de riego con una quebrada o valle.

  

Conceptos

Las pendientes de fondo de canal varian en el recorrido, ya que de una u otra manera se deben ajustar a las topografia del terreno.

Las velocidades pueden generar erosion cuando son muy altas o sedimentacion cuando son muy bajas.

Sedimentacion: Proceso en el cual el material solido y fino, transportado por una corriente de agua, se deposita y acumula en el fondo del canal. Este fenomeno implica una modificacion de la seccion original de la obra, por ende, genera un cambio en el comportamiento hidraulico del escurrimiento ( cambio en el eje hidraulico y alturas de agua ).

Erosion: Fenomeno de desgaste y desplome del radier y paredes del canal, producto de la friccion por la velocidad y turbulencia del agua. El fenomeno de erosion implica una modificacion de la seccion original de la obra, por ende, genera un cambio en el comportamiento hidraulico del escurrimiento ( cambio en el eje hidraulico y alturas de agua ).

- Velocidades muy bajas ( regimen rio ) pueden generar la sedimentacion.

- En caso de canales en terreno natural, velocidades muy altas ( regimen torrente ), pueden generar erosion.

Componentes de un canal: A lo largo de un canal se situan muchas y variadas estructuras, llamadas "obras de arte", estan entre otras;

- Obras de derivacion.

- Secciones de aforo.

- Obras de cruce del canal de riego con otras infraestructuras existentes en el terreno.

Obras de conduccion

Las obras de conduccion son elementos destinados a efectuar el transporte de agua desde una fuente hasta el sitio donde se produce el aprovechamiento o uso de ella.

En una conduccion abierta el agua fluye con una superficie libre.

 

 

En las conducciones naturales que corresponden; Esteros, quebradas, arroyos, rios pequeños y grandes.

Las propiedades hidraulicas de un cauce natural por lo general son muy irregulares.

 

Conducciones artificiales que son construidos o desarrollados mediante el esfuerzo humano; canales de navegacion, canales de centrales hidroelectricas, canales de riego, cunetas de drenaje, canales de trasvase, cunetas a lo largo de carreteras, etc.

Los canales en ingeneria se denomina canal a una obra destinada al transporte de fluidos, generalmente agua, y que a diferencia de las tuberias, es abierta a la atmosfera. la descripcion del comportamiento hidraulico de los canales es una parte fundamental de la hidraulica.