Rugosidad
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La rugosidad de las paredes de los canales y tuberías es función del material con que están construidos, el acabado de la construcción y el tiempo de uso. Los valores son determinados en mediciones tanto de laboratorio como en el campo. No es significativa, como se puede ver a continuación, la variación de este parámetro es fundamental para el cálculo hidráulico por un lado, y para el buen desempeño de las obras hidráulicas por otro.
Tabla de contenidos |
[editar] Coeficiente m para la fórmula de Bazin
Para la fórmula de Bazin los valores son:
Clase | Naturaleza de las paredes | m |
1 |
Con largos trechos rectos y curvas amplias
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0,06 |
2 | Ídem pero con curvas no muy amplias y bien ejecutadas | 0,10 |
3 |
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0,16 |
5 |
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0,23 |
6 |
Las curvas de los canales son bastante amplias, agua no muy limpia y algunos depositos de limo en el fondo
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0,36 |
7bis | Grandes canales con revestimiento en concreto mal acabado o deteriorado por el uso prolongado | 0.58 |
9 |
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1.00 |
12 |
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2.50 |
Si se considera un canal de concreto, bien construido y con revestimiento nuevo, (por ejemplo sea un canal rectangular de 5 m de base y con un tirante de i m de agua) y se vuelve a analizar el mismo canal después de años de uso, sin un adecuado mantenimiento, su rugosidad podría fácilmente pasar de la clase 1 a la clase 7bis, lo que significaría que el canal podría transportar solamente el 32 % de su capacidad potencial, si estuviera en optimas condiciones. Estos aspectos deben ser considerados cuande se analizan posibles variantes de proyectos hidráulicos de grandes dimensiones desde el punto de vista de los impactos ambientales tenciales.
[editar] Coeficiente m para la fórmula de Kutter
Clase | Naturaleza de las paredes | m |
1 | Canales con paredes de cemento, muy buen acabado, sección semicircular | 0.12 |
2 | Canales con paredes de cemento, muy buen acabado, sección rectangular | 0.15 |
3 | Tubos en hierro fundido nuevos, o de cemento bien alisados, con diámetro de por lo menos algunos decímetros | 0.175 |
6 | Tubos en hierro fundido, en uso corriente, (hasta dos años de funcionamiento), aguas limpias y de baja dureza. | 0.275 |
7 |
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0.35 |
8 | Tubos en hierro fundido, en uso desde varios años, aguas turbias | 0.375 |
9 |
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0.45 |
12 | Canales con paredes en albañilería en mal estado, fango en el fondo | 1.00 |
15 |
|
2.50 |
[editar] Coeficiente n para la fórmula de Manning
Clase | Naturaleza de las paredes | n |
1 | Canal revestido con lozas de hormigón, teniendo juntas de cemento lisas y limpias, y una superficie lisa fretachada a mano y con lechada de cemento sobre la base de hormigón. | 0.012 |
2 | Canal de hormigón colocado detrás de un encofrado y alizado. | 0.014 |
3 | Zanja pequeña revestida de concreto, recta y uniforme, con fondo ligeramente cóncavo, los lados y el fondo recubiertos con un depósito aspero. | 0.016 |
4 |
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0.018 |
5 | Canal de tierra escavado en arcilla limosa, con depósitos de arena limpia en el centro y barro arenoso limoso cerca de los lados. | 0.018 |
6 | Revestimiento de hormigón hecho sobre roca y lava cortada, en excavación limpia, muy áspera y pozos profundos. | 0.020 |
7 | Canal de riego, recto en arena lisa y apretada fuertemente. | 0.020 |
8 | Revoque o repello en cemento, aplicado directamente a la superficie preparada del canal de tierra. Con pasto en los lugares rotos y arena suelta en el fondo. | 0.022 |
9 | Canal escavado en arcilla limo arenosa. Lecho parejo y duro. | 0.024 |
10 | Zanja revestida en ambos lados y en el fondo piedra partida acomodada en seco. | 0.024 |
11 | Canal excavado en colina, con la ladera superior cubierta de raíces de sauces y la ladera inferior con muros de hormigón bien ejecutado. Fondo cubierto con grava gruesa. | 0.026 |
12 | Canal con fondo de guijarros, donde hay insuficiente sedimento en el agua, o velocidad muy alta que impide la formación de un lecho liso y nivelado. | 0.028 |
13 | Canal de tierra excavado en suelo arcillo-arenoso aluvial, con depósitos de arena en el fondo y crecimiento de pastos. | 0.029 |
14 | Canal en lecho de guijarros grandes. | 0.030 |
15 | Canal natural algo irregular en sus pendientes laterales; con fondo algo uniforme, limpio y regular; en arcilla arenoso gris claro a limo gredoso de color marrón claro; con poca variación en la sección transversal. | 0.035 |
16 | Canal en roca excavado con explosivos. | 0.040 |
17 | Zanja de arcilla y greda arenosa; pendiente lateral, fondo y secciones transversales irregulares, pastos en los lados. | 0.040 |
18 | Canal dragaco, pendientes laterales y fondo irregularesen arcilla negra plástica en la parte superior y en el fondo arcilla, los lados cubiertos con pequeños arbolitos y arbustos, variación pequeña y gradual en la sección transversal. | 0.045 |
19 | Canal dragado, con pendiente lateral y fondo muy irregular, en arcilla plástica de color obscuro, con crecimiento de pasto y muzgo. Pequeñas variaciones en la forma de la sección transversal para la variación en tamaño. | 0.050 |
20 | Zanja en arcilla muy arenosa; Lado y fondo irregulares; prácticamente toda la sección llena con árboles de gran tamaño, principalmente sauces y algodoneros. Sección transversal bastante uniforme. | 0.060 |
21 | Canal dragado en arcilla resbaladiza negra y greda arcillo-arenosa gris, lados y fondo irregula rescubierto con crecimiento denso de arbustos de sauces, algunos en el fondo; el resto de las laderas cubierto con pastos y crecimiento espaciado de sauces y alamos sin follaje; algún deposito en el fondo. | 0.080 |
22 | Igual que (21) pero con mucho follaje. | 0.110 |
23 | Canales naturales en crescida en arena fina media a arcilla fina, sin pendientes laterales; fondo adecuadamente parejo y regular con ocasionales hoyas planas; variación en profundidad; maderas prácticamente vírgenes, muy poco crecimiento inferior excepto manchas densas ocasionales de ramaje y arboles pequeños, algunos troncos y arboles caídos muertos. | 0.125 |
24 | Rio natural en suelo de arcilla arenosa. Curso muy sinuoso, pendiente lateral irregular y fondo desparejo. Muchas raíces arboles y ramas, grandes troncos y otros residuos sobre el fondo. Hay árboles cayendo continualente en el canal debido a la erosión de las márgenes. | 0.150 |
Fuente: Ven te Chow, Hidráulica de los canales abiertos. ISBN 968-13-1327-5
[editar] Coeficiente K para la fórmula de Strickler
Clase | Naturaleza de las paredes | K |
A | Tuberías | . |
. | bronce liso | 77-111 |
. | acero soldado | 71-100 |
. | acero remachado | 59-77 |
. | hierro fundido, revestido | 71-100 |
. | hierro fundido, no revestido | 63-91 |
. | hierro | 67-83 |
. | hierro galvanizado | 59-77 |
. | vidrio | 77-111 |
. | cemento alizado | 77-100 |
. | hormigón acabado | 71-91 |
. | hormigón no acabado | 63-83 |
. | gres | 59-91 |
B | Canales revestidos | . |
. | concreto sobre excavación en roca | 45-59 |
. | piedra cementada | 33-59 |
. | muro seco | 29-43 |
. | asfalto | 63-77 |
. | fondo con grava y paredes de hormigón | 40-59 |
C | Canales no revestidos | . |
. | en tierra con trazado regular | 33-63 |
. | en tierra, sinuosos y lentos, sin vegetación | 33-43 |
. | en tierra, sinuosos y lentos, con abundante vegetación | 25-33 |
. | en roca con forma regular | 25-40 |
. | en roca con forma irregular | 20-29 |
. | en tierra, en mal estado y con abundante vegetación | 8-20 |
D | Cursos de agua naturales | . |
. | pequeños cursos de agua en zonas planas, limpios, rectos y sin estancamientos de agua | 30-40 |
. | pequeños cursos de agua en zonas planas, limpios, sinuosos y con estancamintos de agua | 22-30 |
. | tramos lentos, con vegetación (pastos) y estanques profundos | 13-20 |
. | tramos con mucha hierba, estanques profundos , notablemente obstaculizados por árboles | 7-13 |
. | ríos de montaña, con fondo de grava media y gruesa y pocas rocas, paredes laterales poco inclinadas | 20-33 |
. | ríos de montaña, con fondo de grava gruesa y rocas grandes, paredes laterales poco inclinadas | 14-25 |
E | Áreas de expansión de cursos de agua | |
. | con pasto | 20-40 |
. | con àreas cultivadas | 20-50 |
. | con arbustos | 14-29 |
. | con muchos árboles | 8-13 |
F | Ríos grandes (ancho de la superficie del agua mayor a 30 m) | |
. | sección regular sin rocas o vegetación | 17-40 |
. | sección irregular | 10-29 |
Referencia: Nuovo Colombo - Manuale dell'Ingegnere - H-29
[editar] El concepto de rugosidad en electrónica
El concepto de rugosidad se refiere a cuan áspero es la superficie de un cuerpo respecto al tamaño de la longitud de onda. Cuando las longitudes de onda corta inciden en una superficie llana, la respuesta de ésta en el radar se comportará como rugosa; la misma superficie aparecerá como lisa cuando incidan longitudes de onda mas largas. Esto quiere decir que a igual rugosidad de terreno, un cuerpo se comportará como un cuerpo liso con longitudes de ondas mas largas (Chuvieco, 1996).
De acuerdo a la rugosidad del terreno para una señal dada, la reflectividad de la señal será alta sobre superficies rugosas, dispersando la energía en todas direcciones. Sobre superficies lisas, caso del agua calma, la reflexión es especular y la señal de retorno al radar puede ser prácticamente nula.
La rugosidad de la superficie se determina considerando la longitud de onda del radar y el ángulo de incidencia. Una superficie aparecerá ser lisa si sus variaciones de la altura son más pequeñas que 1/8 de la longitud de onda del radar.
En términos del uso de una determinada longitud de onda, una superficie aparece más lisa mientras la longitud de onda y el ángulo de incidencia aumenta.
En imágenes generadas por radares, las superficies ásperas aparecerán más brillantes que superficies más lisas del mismo material. La aspereza superficial influencia la reflectividad de la energía de la microonda.
Las superficies lisas horizontales que reflejan casi toda la energía de la incidencia lejos del radar se llaman los reflectores especulares.