Anexo:Definiciones usuales en hidráulica

Se define como altura de velocidad o carga de velocidad a la relación entre la velocidad al cuadrado y el doble de la aceleración de la gravedad es decir:

${\displaystyle {\frac {V^{2}}{2g}}}$
ver:Salto hidráulico

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. Los elementos básicos de un canal son:

Según Einstein la capa de fondo es aquella cuya altura es igual a 2 veces el diámetro de la partícula. [1]

El caudal firme es el que se puede disponer en un curso de agua incluso al término de la estación seca más crítica, en un período de observación largo.

Si existe un embalse aguas arriba de la sección del curso de agua que se está analizando, el caudal firme, en proximidad de la presa, es equivalente al caudal regularizado por el embalse menos la suma de los caudales que se derivan del embalse para los diversos usos.

Se obtiene al sumar el caudal producido por hogares (Qdoméstico), el caudal producido por la industria (Qindustrial), el caudal producido por el área comercial (Qcomercial) y el caudal producido por el resto de instituciones que no están comprendidas en las anteriores categorías, tales como escuelas, hospitales etc. (Qinstitucional).

${\displaystyle QMD=Q_{domestico}+Q_{industrial}+Q_{comercial}+Q_{insitucional}}$

El QMD no es en sí un parámetro de diseño de sistemas de drenaje, pues no precisa los momentos del día donde el caudal es mayor. Lo que se busca con el QMD es encontrar un Caudal Máximo Horario (QMH) del área a la cual donde se requiere diseñar un sistema de drenaje. Para encontrar el QMH solo hace falta multiplicar el QMD por un factor F, conocido como factor de mayoración, de la siguiente manera:

${\displaystyle QMH=F*QMD}$

Este factor F ha sido propuesto por varios autores desde diferentes enfoques: Harmon:${\displaystyle F=1+{\frac {14}{4+P^{0.5}}}}$, donde P representa el número de habitantes (en miles de habitantes).

Babbit:${\displaystyle F={\frac {5}{P^{0.2}}}}$, donde P representa el número de habitantes (en miles de habitantes).

Los Ángeles: ${\displaystyle F={\frac {3.53}{QMD^{0.0914}}}}$, donde QMD esta entre 2.8 y 28,400 L/s.

Usualmente F es mayor a 1.4 y puede ser calculado por microcuencas o localmente.

QMD a partir de la una curva de Caudal total vs. tiempo

Es el resultado de la suma del Caudal Máximo Horario (QMH), el caudal perdido debido a las posibles conexiones erradas en el sistema (Qconexiones erradas) y el caudal suministrado al sistema debido a posibles infiltraciones a lo largo de la red de drenaje (Qinfiltraciones).

${\displaystyle QDT=QMH+Q_{infiltraciones}+Q_{conexioneserradas}}$, sin embargo, se recomienda que este caudal nunca sea menor a 1,5L/s.

Con relación al transporte sólido, ${\displaystyle S_{\delta }}$ densidad relativa de las partículas. se obtiene de la relación:

${\displaystyle S_{\delta }={\frac {\rho _{\delta }}{\rho }}={\frac {\gamma _{\delta }}{\gamma }}}$

${\displaystyle \Delta =}$ densidad relativa de las partículas sumergidas

${\displaystyle \Delta ={\frac {\gamma _{\delta }-\gamma }{\gamma }}={\frac {\rho _{\delta }-\rho }{\rho }}}$

donde: ${\displaystyle \rho }$ y ${\displaystyle \rho _{\delta }}$ son la densidad del agua y de las partículas, [kg f/m³].

La energía específica de una sección es igual a la suma de la profundidad del agua y la altura de velocidad.
ver:Salto hidráulico

Referido a una usina generadora, es la energía efectivamente generada en el periodo en que los generadores están funcionando, se expresa en kWh (Kilo Vatio hora) o MWh (Mega Vatio hora). (Véase también: Potencia instalada aquí abajo)

En sistemas de abastecimiento de agua potable, es el Índice de Agua No Facturada. Se define como, en un período determinado como: ${\displaystyle IndiceANF={\frac {V_{Aguaproducida}-V_{Aguafacturada}}{V_{Aguaproducida}}}}$

${\displaystyle {V_{Aguaproducida}-V_{Aguafacturada}}}$ está formada por las pérdidas físicas en el sistema y la sub-valoración del consumo en las conexiones registradas y no registradas.

En algunos países se le llama también Índice ANC (Agua No Contabilizada).

Trayectoria de una partícula líquida en el seno del mismo.

Sección o tramo de un río o canal navegable donde la navegabilidad se ve perjudicada por algún motivo ya sea en forma permanente o estacionalmente, por ejemplo en época de caudales bajos.

El número de Shields, en ríos donde se cumple que el radio hidráulico ${\displaystyle R}$ es igual al tirante medio ${\displaystyle d_{m}}$. El parámetro adimensional de Shields ${\displaystyle \tau }$ vale:

${\displaystyle \tau ={\frac {R.S}{\left(S_{\delta }-1\right).D_{m}}}={\frac {R.S}{\Delta .D_{m}}}}$

donde:

${\displaystyle R}$ es el radio hidráulico

${\displaystyle S}$ es la pendiente del cauce

${\displaystyle S_{\delta }}$ es la densidad relativa de las partículas de fondo del cauce

${\displaystyle D_{m}}$ es el diámetro medio del material de fondo

${\displaystyle \Delta }$ es la densidad relativa de las partículas sumergidas en agua

Puerto oceánico con calado del orden de los 20 metros de profundidad o más.[2]

Con referencia a una central hidroeléctrica es la capacidad de producir energía eléctrica, es función de la potencia de las turbinas instaladas (ver arriba: Energía eléctrica producida)

Se define la presión nominal como un valor numérico de una serie convencional que se adopta, a efectos de referencia, para caracterizar los tubos, las piezas especiales y los demás elementos de la tubería en relación con la presión hidráulica interior (en bar) que son capaces de resistir en ausencia de cargas externas.

Otra definición según UNE-EN 12201-1: Designación numérica utilizada con fines de referencia y relacionada con las características mecánicas del componente de un sistema de canalización. Para los sistemas de canalización en materiales plásticos para la conducción de agua, se corresponde con la presión máxima de operación, en bar, que puede mantenerse con agua a 20 °C, basada en el coeficiente de diseño mínimo.[3]

NOTA
La PN es un concepto de gran tradición en el ámbito de las tuberías a presión que no figura recogido en la norma UNE-EN 805, si bien sí se considera en las normas específicas de tuberías y accesorios plásticos.

Hay que resaltar que si bien en la actualidad la PN se identifica con la máxima DP que un componente es capaz de resistir, en los tubos de materiales termoplásticos hasta hace relativamente poco tiempo se ha venido entendiendo que se refería a la máxima MDP (incluyendo las sobrepresiones debidas al golpe de ariete).

Es la presión efectiva máxima del fluido en el sistema de canalización que se permite en funcionamiento continuo.[3]

Presión hidrostática máxima que un componente es capaz de soportar de forma permanente en servicio, equivalente de algún modo, al concepto anterior de PN.[3]

Presión hidrostática máxima que un componente recién instalado en obra es capaz de soportar, durante un período de tiempo relativamente corto, con objeto de asegurar la integridad y la estanquidad de la conducción.[3]

Presión máxima, incluido el golpe de ariete, que un componente es capaz de soportar en servicio.[3]

Presión máxima de funcionamiento (en régimen permanente) de la red o de la zona de presión, fijada por el proyectista, considerando futuras ampliaciones, pero excluyendo golpe de ariete.[3]

Presión máxima de funcionamiento de la red o de la zona de presión, fijada por el proyectista, considerando futuras ampliaciones e incluyendo golpe de ariete, donde:[3]

• MDP se designa MDPa, cuando se fije previamente el golpe de ariete admitido.
• MDP se designa MDPc, cuando el golpe de ariete se calcule.

Presión interna que aparece en un instante dado en un punto determinado de la red de abastecimiento de agua.[3]

Un flujo cuyas características NO cambian en el tiempo.

Un flujo cuyas características cambian en el tiempo.

La sobreexplotación de un acuífero se puede definir como la extracción del agua del mismo en una cantidad superior a la correspondiente a su alimentación, todo ello referido a un período de tiempo suficientemente largo como para diferenciar las consecuencias similares que tendrían períodos anómalamente secos. El efecto más inmediato de la sobreexplotación será el descenso continuado de los niveles piezométricos, que probablemente llevará al agotamiento del acuífero.[4]

En riego, la Uniformidad de distribución (DU) refleja la uniformidad en que el agua es distribuida en una parcela. Se define como:[5]

${\displaystyle DU=100.{\frac {Z_{25}}{Z_{media}}}}$

donde:

${\displaystyle Z_{25}}$ es la lámina media infiltrada (mm) en la cuarta parte del área que recibe menos agua y

${\displaystyle Z_{media}}$ es la lámina media infiltrada en toda la parcela.

La velocidad formadora ${\displaystyle U_{\phi }=}$ se define en la segunda ecuación fundamental, propuesta por Altunin, es la que permite obtener la velocidad media mínima que garantiza el movimiento de las partículas. Altunin utilizó la siguiente expresión:[6]

${\displaystyle U=a.U_{\phi }.{d_{m}}^{\alpha }}$

donde:

${\displaystyle a=}$ coeficiente, que según Altunin vale 1 para zona de montaña o intermedia y entre 1.1 y 1.15 en la zona de planicie.

${\displaystyle U_{\phi }=}$ velocidad media de la corriente cuando el tirante es de 1 m, que excluye la posibilidad de erosión pero garantiza el movimiento de las partículas. Se denomina también velocidad de formación.

Para evaluarla, Maza propone las siguientes cuatro ecuaciones que obtuvo a partir de datos observados por Altunin y Lebediev.

a) para 0.0003 m ≤ ${\displaystyle D_{m}}$ ≤ 0.00263 m (con datos de Lebediev)

${\displaystyle U_{\phi }=113.6D_{m}+0.466}$

b) para 0.00263 m ≤ ${\displaystyle D_{m}}$ ≤ 0.0303 m (con datos de Altunin y Lebediev)

${\displaystyle U_{\phi }={\frac {1}{1.341-12.5.D_{m}}}}$

c) para 0.0303 m ≤ ${\displaystyle D_{m}}$ ≤ 0.0865 m (con datos de Altunin)

${\displaystyle U_{\phi }=2.248-{\frac {0.0366}{D_{m}}}}$

d) para 0.0865 m ≤ ${\displaystyle D_{m}}$ (con datos de Altunin)

${\displaystyle U_{\phi }={\frac {D_{m}}{0.259D_{m}+0.0247}}}$

En las cuatro ecuaciones anteriores, ${\displaystyle D_{m}}$ es el diámetro medio del material de fondo, en m. Altunin presentó valores de ${\displaystyle U_{\phi }}$ para los límites 0.01 m ≤ ${\displaystyle D_{m}}$ ≤ 0.2 m por lo que su método se propone para material grueso. Este método se ha aplicado para arenas 0.001 m ≤ ${\displaystyle D_{m}}$ y sus resultados han sido semejantes a otros métodos.

${\displaystyle \alpha =}$ exponente, que vale 1/5 si ${\displaystyle d_{m}}$ > 2.5 m; 1/4 si 2.5 m > ${\displaystyle d_{m}}$ > 1.5 m y 1/3 si ${\displaystyle d_{m}}$ < 1.5 m

• Definiciones usuales en hidrología
• Definiciones usuales en calidad del agua
• Definiciones usuales en geología
• Definiciones usuales en planificación de proyectos

• Manuale dell'Ingegnere. Edición 81. Editado por Ulrico Hoepli, Milano, 1987. ISBN 88-203-1430-4
• Handbook of Applied Hydraulics. Library of Congress Catalog Card Number 67-25809.
• Engenharia de Recursos Hídricos. Ray K.Linsley & Joseph B. Franzini. Editora da Universidade de Sao Paulo e Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda. 1978.
• Handbook of Applied Hydrology. A Compendium of Water-resources Technology. Ven Te Chow, Ph.D., Editor in Chief. Editora McGraw-Hill Book Company. ISBN 07-010774-2. 1964.
• Hidráulica de los Canales Abiertos. Ven Te Chow. Editorial Diana, México, 1983. ISBN 968-13-1327-5