Conductividad hidráulica

De Neotrópicos, plataforma colaborativa.
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Sección típica de canal navegable con anchura controlada
Wam = Anchura del río en aguas mínimas controladas (en m) > anchura del canal navegable
Nr = nivel de referencia o nivel de reducción en m
A = área de la sección transversal en m2
d = profundidad en m; conductividad (K) en m4/3



Luis Carlos:

Tienes razón cuando afirmas que el término “conductividad” resulta ambiguo para los biólogos, porque ellos (ustedes) están acostumbrados a pensar en la conductividad como una medida de la transmisibilidad eléctrica y se usa en limnología para caracterización de la calidad de aguas. En realidad, reconozco que en hidráulica también está mal empleado ese término en la traducción que hice.

Cuando se habla de flujo uniforme en un canal, la fórmula general es:

Q = AV

Donde

Q = flujo en m3/s
A = Área de la sección en m2
V = Velocidad en m/s

La velocidad depende a su vez de la rugosidad y la pendiente longitudinal.

V = C RxSy

Donde

C = coeficiente de rugosidad
R = Radio hidráulico definido como la relación entre el área y el perímetro mojado.
S = pendiente longitudinal en m/m
x , y = potencias de determinación empírica. Cuando se usa la fórmula de Manning, x = 2/3, y = 1/2

Entonces:

Q = AV = CAR2/3S1/2 = KS1/2

El libro más clásico de hidráulica (o por lo menos con el que aprendí) es el de Ven Te Chow. Tengo a la vista la traducción que hicieron dos colombianos (Juan Saldarriaga y Antonio Zuluaga), editorial Mc Graw hill, 1994. En el capítulo 6, páginas 126 y 127, las definiciones son muy claras:

Conductividad es el término K de la ecuación K = C A R2/3

Ven Te Chow dice que la conductividad es una medida de la capacidad de transporte, puesto que es proporcional al caudal.

Factor de forma es el término A R2/3, expresado en m4/3 que es el que en realidad estamos usando en la metodología de cálculo para efectos del proyecto de encauzamiento del canal navegable.

El autor French y el Manual del Ingeniero de Merritt (o mejor, sus traductores), llaman a este término Factor de sección.

Podríamos entonces para nuestro proyecto usar Factor de forma, o Factor de sección o algo más expresivo, como capacidad hidráulica. Creo más técnico y defendible lo primero. En síntesis, la conductividad es el factor de forma multiplicado por el coeficiente de rugosidad.

En el libro de Ven Te Chow continúa explicando en la ecuación del factor de forma,

A R2/3 = nQ/S1/2 (para unidades SI)

“la parte derecha de la ecuación contiene los valores n, Q y S, [1] . Pero la parte izquierda depende de la geometría del área mojada. Por consiguiente la ecuación muestra que para una determinada condición de n, Q y S existe sólo una profundidad posible para mantener un flujo uniforme, siempre y cuando el valor de A R2/3 aumente con incrementos de la profundidad, lo cual es cierto en la mayor parte de los casos. Esta es la profundidad normal”.

Esta simple ecuación es la que se trata de explotar con la metodología aplicada al proyecto.

Propongo entonces que cambiemos el término “conductividad” que usé en las traducciones y lo reemplacemos por “factor de forma”, con lo cual yo respiro más tranquilo y no tendré a Jaime Iván Ordoñez o a los demás profesores puristas respirándome en la nuca por el resto de mi vida.

Apostillas

  1. ^ . Parámetros no controlados (controlables) por la ingeniería.