Tipos de Flujo en Superficie Libre

Los flujos con superficie libre, o corrientes en canales, son caracterizados por la presencia de la presión atmosférica actuando sobre la superficie del líquido, siendo que el flujo se realiza por la acción de la aceleración de gravedad.

Las corrientes en canales pueden ser divididas en dos grupos: corrientes en régimen permanente y corrientes en régimen no permanente o variable.

El flujo se define como permanente si, en cualquier punto de la masa fluida en movimiento, el caudal permanece constante a lo largo del tiempo. En caso contrario, o sea, si el caudal varia a lo largo del tiempo en cualquier punto del canal, el mismo es llamado no permanente o variable.

Los flujos permanentes en canales, adicionalmente, pueden también ser clasificados como uniformes y gradualmente variados.

El flujo, o régimen, es uniforme cuando las velocidades locales son constantes a lo largo de una determinada trayectoria de la corriente fluida. En este caso, las trayectorias dela corriente son rectas y paralelas entre si, siendo que las pendientes de la superficie del agua, del fondo del canal y de línea de energía son paralelas.

En el caso que no se verifiquen estas condiciones, la corriente es definida como variada y, en este caso, la pendiente del fondo es diferente de la pendiente de la superficie del aguay los parámetros hidráulicos varían de sección a sección. El régimen permanente y uniforme es en realidad una idealización muy difícil de ocurrir en la práctica, pero que puede servir como un buen modelo de cálculo en proyectos decanales siempre que sean verificadas algunas hipótesis:

• que la sección transversal del canal sea aproximadamente prismática en el trecho considerado;

• que no ocurran interferencias en el flujo en las proximidades del trecho considerado,aguas arriba y aguas abajo.

El flujo de agua en un conducto puede ser:

Flujo en canal.

Flujo en tubería.

Estas dos clases de flujo son similares en muchos aspectos, pero se diferencian en una característica importante: el flujo en canal presenta una superficie libre, en tanto que el flujo en tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.

La superficie libre está expuesta a la atmósfera y, por lo tanto, a la presión que la misma ejerce (presión atmosférica).

El flujo en tubería al estar confinado en un conducto cerrado, no está sometido a la presión atmosférica de manera directa, sino solamente a la presión manométrica.