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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

Facultad

: Ciencias Agrarias

Escuela

: Ing. Agrícola

Tema

: Curvas de Remanso

Curso

: Hidráulica

Docente

: Dr. Aparicio Roque Fidel G.

Alumno

: Córdova Abarca Yassir Luigui

HUARAZ – ANCASH – PERÚ 2018

INDICE I.

INTRODUCCÍON ……………………………………………………………….. 3

II.

OBJETIVOS……………………………………………………………….……... 4

III.

MARCO TEÓRICO……………………………………………………………… 4 3.1. Curvas de remanso…………………………………………………………..4 3.1.1. Clasificación y nomenclatura………………………………………….5 3.1.1.1. Tipos de pendiente……………………………………………….5 3.1.1.2. Tipos de zona…………………………………………………….7 3.1.1.3. Tipos de perfiles…………………………………………………..9

IV.

APLICACIÓN Y FUNCION ……….……………………………….……...……..11

V.

CONCLUSIONES…………………………………………………………………..13

VI.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………..…….……13

3 I.

INTRODUCCIÓN Dentro de la diversidad de obras hidráulicas que deben diseñarse para luego llevar a cabo su construcción se encuentran los canales, los cuales tienen diferentes aplicaciones que van desde la captación hasta la evacuación del agua, para lo cual es importante saber los fundamentos básicos sobre la Hidráulica de Canales y conocer los diferentes comportamientos que el flujo presenta a lo largo de su recorrido debido a los cambios de pendiente. Bajo esos lineamientos, se hace necesario contar con un documento que contenga la información necesaria para modelar algunos perfiles de flujo y poder aplicar los distintos métodos que existen para el análisis de los mismos.

4 II.

OBJETIVO Estudiar el comportamiento de las curvas de remanso y su función.

III.

MARCO TEÓRICO 3.1. Curva de Remanso Chow (1994) menciona que “el término "curva de remanso" se, utiliza primordialmente para indicar la curva longitudinal de la superficie del agua represada aguas arriba de una presa en un río tributario debido a una creciente en la corriente principal. Muchos autores han extendido este significado para incluir todos los tipos de perfiles de flujo.” (p. 218) Villón (2008) dice que “se conoce como curvas de remanso o ejes hidráulicos, a los perfiles longitudinales que adquiere la superficie libre del líquido en un canal, cuando se efectúa un escurrimiento bajo las condiciones de flujo gradualmente variado. Geométricamente, el perfil de la superficie libre está definido por los tirantes reales que se tenga a lo largo del escurrimiento.” (p. 255) Rocha (2007) dice que “se denomina curva de remanso a la que se produce en un canal al presentarse un movimiento gradualmente variado. El cálculo de la curva de remanso significa básicamente la solución de la ecuación dinámica del movimiento gradualmente variado. Para obtener la longitud de la curva de remanso debemos integrar la ecuación general del M. G. V. La longitud de la curva de remanso se define como la longitud comprendida entre un punto extremo, que actúa como sección de control, en la que el tirante es calculable, y otro ubicado en el extremo del escurrimiento en el que el tirante es igual, o prácticamente igual al tirante normal. La definición de longitud de la curva de remanso tiene un sentido práctico. Podríamos, por ejemplo, decir que la curva

5 termina cuando la diferencia entre el tirante normal y el del movimiento gradualmente variado es inferior a un valor dado (por ejemplo, 1 cm).” (p. 423) 3.1.1. Clasificación y nomenclatura 3.1.1.1. Tipos de pendiente a) Pendiente suave Villón (2008) dice que “la pendiente del fondo del canal es suave, cuando para las condiciones hidráulicas (Q) y característica del canal (b, T, n, S0 ) dadas, se generan un tirante normal (y𝑛 ) mayor que el crítico (y𝑐 ); esto es y𝑛 > y𝑐 , también S0 < S𝑐 .” (p. 256) A las curvas generalmente en este tipo de pendiente se les conoce como curvas “M” (del inglés MILD: suave, subcrítico). b) Pendiente crítica Villón dice que “la pendiente crítica es aquella pendiente de fondo con la cual se satisface, para las condiciones dadas, que el tirante normal es igual al tirante crítico. y𝑛 = y𝑐 , S0 = S𝑐 ” (p. 256) Las curvas de remanso generadas en este tipo de pendiente son denominadas curvas "C" (del inglés CRITICAL: crítica). c) Pendiente fuerte Villón dice que “la pendiente fuerte es aquella con la cual, para las condiciones dadas, se produce un tirante normal menor que el crítico. y𝑛 < y𝑐 , S0 > S𝑐 ” (p. 257) A las curvas generadas en este tipo de pendiente se les conoce como curvas "S" (del inglés STEEP: empinado, abrupto, supercrítico).

6 d) Pendiente horizontal Villón dice que “la pendiente horizontal es aquella en la cual S0 = 0 y como consecuencia el tirante normal se hace infinito.” (p. 257) Las curvas generadas en este tipo de pendiente se llaman curvas "H" (del inglés HORIZONTAL: horizontal) e) Pendiente adversa Villón dice que “la pendiente adversa es aquella en la cual el líquido trabaja en contra de la gravedad, ya que el fondo del canal (en comparación con un plano horizontal), aumenta en el sentido del flujo, es decir la pendiente es negativa.” (p. 257) A las curvas generadas en este tipo de pendiente se les llama curvas "A" (del inglés ADVERSE: adversa).

7

Villón, M. (2008). Clasificación de las curvas de remanso. [Tabla 5.1] 3.1.1.2. Tipos de zonas “Zona 1. El espacio por encima de la línea superior; se presenta el flujo subcrítico tirante normal (y𝑛 ) y el perfil del flujo. Flujo supercrítico: el tirante critico (y𝑐 ) y perfil de flujo (fig.4.3). Zona 2. El espacio entre las dos líneas, se presenta el flujo subcrítico, tirante crítico (dc) y tirante normal (y𝑛 ), se presenta también el flujo supercrítico; tirante normal (y𝑛 ) y tirante crítico (y𝑐 ) (fig.4.3). Zona 3. El espacio por debajo de la línea inferior, se presenta el flujo subcrítico: plantilla el canal y tirante crítico, supercrítico; plantilla del canal y tirante normal.” (Ruiz, 2008, p. 400)

8 Ruiz, P. (2008). Esquemas de los tipos de zonas en función del tirante. [Figura 4.3]

Villón, M. (2008). Curva de remanso en zona 1. [Figura]

Villón, M. (2008). Curva de remanso en zona 2. [Figura]

Villón, M. (2008). Curva de remanso en zona 3. [Figura]

9 3.1.1.3. Tipos de perfiles a) Perfiles tipo M “El perfil M1 representa la curva de remanso más común, este es el más importante de todos los perfiles de flujo desde el punto de vista práctico. Ejemplos típicos del perfil M1 son el perfil detrás de una represa, vertedero, compuertas y otros accidentes naturales, como estrechamientos y curvas. Su longitud puede ser de varios kilómetros extendiéndose hacia aguas arriba desde la estructura de control hasta una sección en la que el tirante difiera en uno o dos por ciento respecto al normal. El perfil M2 ocurre en pendiente suave, cuando el tirante se reduce en el sentido del flujo, por ejemplo, en un estrechamiento de la sección o en la proximidad de una rápida o una caída. El perfil M3 se puede encontrar aguas abajo de un cambio de pendiente de supercrítica a subcrítico, o después de la descarga de una compuerta con pendiente suave. Está regido por las condiciones aguas abajo y termina normalmente en un resalto hidráulico.” (Villon, 2008, p. 264) b) Perfiles tipo S “El perfil S1 es producido por una estructura de control, como presa o compuerta, situada en un canal de gran pendiente, también se produce cuando el resalto es ahogado, principia después de un resalto hidráulico y termina en la obstrucción. El perfil S2 se encuentra normalmente a la entrada de un tramo de gran pendiente o aguas abajo de un cambio de pendiente de suave a

10 fuerte. Su longitud es generalmente corta, extendiéndose desde la sección de control (tirante critico) hacia aguas abajo, hasta una sección en la que el tirante es mayor en uno o dos por ciento respecto del tirante normal. El perfil S3 se puede producir aguas abajo de una compuerta, situada sobre un canal de gran pendiente, o aguas abajo de la intersección de un cambio de un tramo con gran pendiente, a otro con menos pendiente pero siempre en pendiente fuerte.” (Villon, 2008, p. 266) c) Perfiles tipo C “En este tipo de perfiles hay solamente dos, debido a que los tirantes normal y crítico coinciden, estos deberán ser aproximadamente horizontales, pero la inestabilidad propia del estado crítico se manifiesta en la forma de una ondulación apreciable.” (Villon, 2008, p. 367) d) Perfiles tipo H “Estos son los casos límites de los perfiles tipo M cuando el fondo del canal se hace horizontal. Los perfiles H2 y H3 corresponden a los perfiles M2 y M3, pero ningún perfil H1 puede establecerse ya que yn es infinito.” (Villon, 2008, p. 367) e) Perfiles tipo A “Los perfiles A no ocurren frecuentemente, pues la pendiente So negativa es rara. El perfil A1 es imposible, ya que el valor de yn no es real y los perfiles A2 y A3 son similares a los perfiles H2 y H3, respectivamente.” (Villon, 2008, p. 367)

11

Villón, M. (2008). Ejemplos prácticos de perfiles de flujo. [Figura]

IV.

APLICACIÓN Y FUNCIÓN DE LAS CURVAS DE REMANSO

Álvarez (2010) dice que “el análisis del perfil del flujo gradualmente variado es un procedimiento utilizado para predecir el comportamiento general de una obra hidráulica. Esto capacita al ingeniero para determinar anticipadamente los perfiles del flujo que llegan a ocurrir en el diseño de un canal dado.

12

El estudio en régimen permanente gradualmente variado (curvas de remanso) permite tener en cuenta la incidencia de las condiciones de contorno en el comportamiento hidráulico del colector (por ejemplo, niveles en el extremo aguas abajo). Dadas las dificultades para obtener el hidrogramas correcto y la complejidad del cálculo en régimen no permanente, la correcta aplicación de las curvas de remanso puede en muchos casos dar un grado de precisión adecuado para el diagnóstico de una red y el diseño de actuaciones. En muchas ocasiones se da la circunstancia que la capacidad de desagüe de una red está limitada por la existencia de un pequeño tramo de colector mal diseñado. El cuantificar la incidencia de dicha anomalía y establecer criterios para resolverla, normalmente no exige la simulación de toda la red en régimen variable, sino unos simples cálculos en régimen permanente y la aplicación de sentido común ingenieril. El cálculo en régimen permanente no es posible cuando se precisa conocer la propagación del hidrogramas, como ocurre al considerar la existencia de depósitos o balsas de laminación. En resumen, en muchas ocasiones es suficiente una simulación en régimen permanente gradualmente variado (curvas de remanso) para analizar el comportamiento hidráulico de una red y definir actuaciones para mejorarlo.” (p. 13)

13 V.

CONCLUSIONES Se denomina curva de remanso a la que se produce en un canal al pre-sentarse un movimiento gradualmente variado. El cálculo de la curva de remanso significa básicamente la solución de la ecuación dinámica del movimiento gradualmente variado.

El estudio en régimen permanente gradualmente variado (curvas de remanso) permite tener en cuenta la incidencia de las condiciones de contorno en el comportamiento hidráulico del colector (por ejemplo, niveles en el extremo aguas abajo) VI.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

Rocha, A. (2007). Hidráulica de tuberías y canales. Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil.



Villon Bejar, M. (2008). Hidráulica de canales. Editorial Tecnológica de Costa Rica.



Chow, V. T. (1994). McGraw Hill, Hidráulica de canales abiertos. Santafé de Bogotá.



Ruíz, P. R. (2008). Hidráulica de canales.



Álvarez Baeza, L. (2010). Estudio general de las curvas de remanso