MECANICA DE FLUIDOS I
APLICACIONES DE LA HIDRÁULICA Y LA MECÁNICA DE FLUIDOS A LA INGENIERÍA CIVIL En muchas áreas de ingeniería es extremadamente útil tener un conocimiento apropiado de la mecánica de fluidos. En biomédicas el flujo de sangre y fluidos cerebral son de particular interés; en meteorología e ingeniería oceánica, para entender el movimiento del aire y las corrientes oceánicas, se requiere del conocimiento de la mecánica de fluidos; los ingenieros químicos deben comprender la mecánica de fluidos para diseñar los diferentes equipos para diseñar los diferentes equipos de procesamiento químico; los ingenieros aeronáuticos utilizan su conocimiento de fluidos para incrementar al máximo la fuerza de elevación y reducir al mínimo el retardo de aeronaves y para diseñar motores de reacción; los ingenieros mecánicos diseñan bombas, turbinas, motores de combustión interna, compresores de aire, equipo de aire acondicionado, para el control de la contaminación y plantas eléctricas con base en el conocimiento apropiado de la mecánica de fluidos; y los ingenieros civiles también utilizan los resultados obtenidos en el estudio de mecánica de fluidos para comprender el transporte de sedimentos y la erosión de los ríos, la contaminación del aire y agua, y así diseñar sistemas de tuberías, plantas de tratamiento de aguas negras, canales de irrigación, sistemas de control de inundaciones, presas y estadios deportivos cubiertos.
Son muy variadas por la amplitud en los usos ya que se debe principalmente al diseño y fabricación de elementos de mayor precisión y con materiales de mejor calidad por lo que en la ingeniería civil se apoya utilizando ciertos instrumentos o herramientas de la hidráulica y mecánica de fluidos para su mejor logro en cuanto a la aplicación requerida. Ciertas aplicaciones suelen darse en móviles como industriales; pero centrados en la ingeniería civil solo una parte de ellos nos ayudan con el proceso como son: tractores, grúas, retroexcavadoras, cargadores frontales, vehículos para la construcción y mantención de carreteras, maquinaria para la minería, represas, puentes levadizos, en las edificaciones los ascensores.
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Unas de las aplicaciones en cuanto a la hidráulica y mecánica de fluidos:
1. Neumática Diseño y construcción de controles neumáticos, transmisión compresoras y máquinas neumáticas que trabajan con aire comprimido.
neumática,
2. Oleohidráulica Diseño y construcción de controles y transmisiones hidráulicos que utilizan aceites derivados del petróleo y líquidos sintéticos como fluido de trabajo.
3. Máquinas Térmicas
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MECANICA DE FLUIDOS I Aprovechamiento de fluidos con transferencia de calor y compresibilidad. Diseño de procesos y máquinas térmicas.
Estas herramientas como una maquina móvil o fija nos ayudan como un todo o una parte del todo de la maquina en el proceso de aplicación a la ingeniería civil en diversas obras como represas, máquinas pesadas, etc. Debido a que el agua se encuentra presente en casi todas las actividades desarrolladas por el hombre, es fácil comprender que la Hidráulica tenga muchas áreas de aplicación. Estas se pueden identificar atendiendo al conducto o cuerpo a través del cual discurre el fluido. Por ejemplo tenemos en cada especialidad aplicada
I.
Hidráulica de Tuberías
Cálculo del transporte de fluidos en conductos a presión. Redes de distribución de agua, oleoductos.
II.
Hidráulica de Canales
Estudio del escurrimiento de agua en conductos abiertos a la atmósfera. Diseño de canales.
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III.
Estructuras Hidráulicas
Diseño, construcción, cimentación operación y mantenimiento de estructuras de toma, represamiento, conducción y medición.
IV.
Máquinas Hidráulicas
Diseño de turbinas hidráulicas, bombas, ventiladores. Cavitación, flujo bifásico y flujo no permanente.
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MECANICA DE FLUIDOS I También se puede subdividir la Hidráulica teniendo en cuenta las características geofísicas del medio en que se desarrolla la aplicación.
V.
Hidráulica Urbana
Suministro de agua potable, alcantarillado, tratamiento de aguas residuales, drenaje de aguas de lluvia y de aguas servidas. Control de la contaminación.
VI.
Hidráulica Fluvial
Estudio y control de procesos fluviales: Dinámica de ríos, transporte de sedimentos, morfología de ríos, estabilidad de canales, encauzamiento y protección de riberas.
VII.
Hidráulica Subterránea
Explotación, monitoero y recarga de acuíferos. Instrusión marina y control de la contaminación.
VIII.
Hidráulica Marítima
Morfología y protección de la línea costera. Estudio del oleaje, mareas, corrientes, sedimentación y contaminación. Diseños de puertos, rompeolas y estructuras en mar adentro.
IX.
Ecohidráulica
Estudia el efecto de los trabajos ingenieriles en los ecosistemas naturales, en términos de calidad de agua, contaminación y protección.
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4.
gatos estabilizadores, baldes o palas del utilizando para este fin bombas, cilindros, válvulas, sellos y mangueras.
Maquinarias pesadas Es el que proporciona la fuerza necesaria para el accionamiento de plumas, equipo, émbolos,
Los principios de hidráulica se basan en que un fluido confinado bajo presión, trasmite energía en todas direcciones con la misma intensidad. Los estabilizadores de las retroexcavadoras se conocen por gatos hidráulicos, debido a su accionamiento que se ha perfeccionado, puesto que en las antiguas grúas eran mecánicos.
5.
Represas o presas
En presa o
ingeniería se denomina represa a un muro fabricado con piedra, hormigón o material suelto, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río, arroyo o canal con la finalidad de almacenar agua; para su posterior aprovechamiento en abastecimiento o regadío, para elevar su nivel con el objetivo de derivarla a canalizaciones de riego, o para la producción de energía mecánica al transformar la energía potencial del almacenamiento en energía cinética, y ésta nuevamente en mecánica al accionar la fuerza del agua un elemento móvil. La energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
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Presa de Asuán.
Elementos del sistema presa - embalse
El embalse: es el volumen de agua que queda retenido por la presa.
El vaso: es la parte del valle que, inundándose, contiene el agua embalsada.
La cerrada: es el punto concreto del terreno donde se construye la presa.
La presa: propiamente dicha, cuyas funciones básicas son, por un lado garantizar la estabilidad de toda la construcción, soportando un empuje hidrostático del agua muy fuerte, y por otro no permitir la filtración del agua hacia abajo.
A su vez, en la presa se distingue:
Los paramentos: son las dos superficies más o menos verticales principales que limitan el cuerpo de la presa, el interior o de aguas arriba, que está en contacto con el agua, y el exterior o de aguas abajo.
La coronación: es la superficie que delimita la presa superiormente.
Los estribos: los laterales del muro que están en contacto con la cerrada contra la que se apoya.
La cimentación: la superficie inferior de la presa, a través de la cual descarga su peso al terreno.
El aliviadero o vertedero: es la estructura hidráulica por la que rebosa el agua excedentaria cuando la presa ya está llena.
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Las tomas son también estructuras hidráulicas, pero de mucha menos entidad, y son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroeléctrica o a una ciudad.
La descarga de fondo: permite mantener el denominado caudal ecológico aguas abajo de la presa.
Las esclusas: que permiten la navegación "a través" de la presa.
La escalera de peces: que permite la migración de los peces en sentido ascendente de la corriente.
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ACUMULADORES
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I.
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FUNCIONES DE LOS ACUMULADORES
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II. FUNCIONES DE LOS ACUMULADORES
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FILTROS
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ENFRIADORES
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FUNCIÓN DE LOS ENFRIADORES.
BOMBAS HIDRÁULICAS
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CAVITACIÓN Y AIREACIÓN
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