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Canal (ingeniería)

En ingeniería se denomina canal a una construcción destinada al transporte de fluidos —generalmente utilizada para agua— y que, a diferencia de las tuberías, es abierta a la atmósfera. También se utilizan como vías artificiales de navegación. La descripción del comportamiento hidráulico de los canales es una parte fundamental de la hidráulica y su diseño pertenece al campo de la ingeniería hidráulica, una de las especialidades de la ingeniería civil e ingeniería agrícola.

Canal en la ciudad de Horten (Noruega).
Canal de Saimaa, un canal de transporte entre Finlandia y Rusia, en Lappeenranta (Finlandia).
El canal del Porma a su paso por las inmediaciones de la ciudad romana de Lancia, en la provincia de León (España).

Cuando un fluido es transportado por una tubería parcialmente llena, se dice que cuenta con una cara a la atmósfera, por lo tanto se comporta como un canal.

Historia

 
Canal propuesto por Plinio el Joven en el Golfo de Nicomedia.

El conocimiento empírico del funcionamiento de los canales se remonta a varios milenios. En la antigua Mesopotamia se usaban canales de riego, en la Roma Imperial se abastecían de agua a través de canales construidos sobre inmensos acueductos, y los habitantes del antiguo Perú construyeron en algunos lugares de los Andes canales que aún funcionan; claro es el ejemplo de los canales de Cumbe Mayo, el centro hidráulico más importante de los Andes. El conocimiento y estudio sistemático de los canales se remonta al siglo XVIII, con Chézy, Bazin y otros.

Heródoto cuenta que los cnidios, pueblos de la Caria, en Asia menor, emprendieron cortar el istmo que une la isla de Cnido al continente, pero abandonaron este trabajo por mandato de un oráculo.

Importancia

El Canal de Castilla en Castilla y León , España, tiene 207 kilómetros, atravesando 38 municipios, inicialmente para transportar trigo, ahora se utiliza para riego. Históricamente, los canales fueron de inmensa importancia para el comercio y el desarrollo, crecimiento y vitalidad de una civilización. En 1855, el Canal de Lehigh transportaba más de 1,2 millones de toneladas de carbón antracita; en la década de 1930, la empresa que lo construyó y operó durante más de un siglo lo desconectó. Los pocos canales todavía en funcionamiento en nuestra era moderna son una fracción de la cantidad que alguna vez impulsaron y permitieron el crecimiento económico, de hecho fueron prácticamente un requisito previo para una mayor urbanización e industrialización. Porque el movimiento de materias primas a granel como el carbón y los minerales es difícil y marginalmente asequible sin transporte por agua. Estas materias primas impulsaron los desarrollos industriales y la nueva metalurgia resultante de la espiral de creciente mecanización durante los siglos XVII y XX, que condujo a nuevas disciplinas de investigación, nuevas industrias y economías de escala, elevando el nivel de vida de cualquier sociedad industrializada.

Antiguo Egipto

Varios reyes de Egipto intentaron unir el mar Rojo con el Mediterráneo. Soliman II, emperador de los turcos, empleó sin ningún efecto más de cincuenta mil hombres para restablecer este canal, que había desaparecido debajo de la arena.

Los egipcios fueron, sin duda, también uno de los primeros pueblos que se sirvieron de canales para fertilizar los campos con las aguas del Nilo y, cuando las tierras se hallaban demasiado altas, empleaban máquinas para elevar el agua a la altura necesaria. La mayoría de estas se dice que las inventó Arquímedes en su viaje a Egipto. Algunos suponen que la mayor parte de las bocas del Nilo fueron canales abiertos por la mano del hombre. Aristóteles decía que el brazo canópico era el único natural, mientras que Heródoto supone que solo el bolvítico y el bucólico eran artificiales.

Sesostris I y sus sucesores intentaron poner en comunicación el Nilo con el mar Rojo, en cuya empresa perecieron, durante el reinado de Neco II, unos ciento veinte mil hombres. El proyecto se abandonó por la predicción de un oráculo que manifestó que por ese medio se abriría, quizá, un pasaje a los bárbaros. Más adelante continuó Darío este mismo canal que, según Heródoto, tenía ya cuatro días de navegación, al paso que Diodoro dice que este Príncipe no hizo más que construir una parte de él, dejando lo demás imperfecto por haberle demostrado que el mar Rojo estaba más alto que Egipto y que si cortaba el istmo inundaría todo aquel país, lo mismo que con poca diferencia refieren otros autores.

Había en Egipto otros canales, pero estos servían más para el riego que para la navegación. El mayor de todos fue el que Moeris hizo construir para conducir las aguas del Nilo al gran lago que había mandado hacer. Se asegura que este canal tenía ochenta estadios de largo y trescientos pies de ancho, y cuya entrada podía abrirse y cerrarse según convenía. El canal que el califa Omar hizo construir para trasportar a Medina los granos de Alejandría, creen algunos que fue siguiendo las huellas del antiguo.

Mesopotamia y Antigua Grecia

Los célebres ríos de Asia, el Éufrates y el Tigris, estaban en comunicación por medio de un canal que algunos creen obra de Nabucodonosor; y otro canal, que unía el Tigris con el Euleo, sirvió bastante a Alejandro en sus conquistas.

Los griegos y romanos proyectaron abrir un canal cortando el istmo de Corinto, que unía las regiones de Acaya y Morea, a fin de poder pasar del mar Jónico al Archipiélago. Este istmo apenas tiene más de dos leguas y tallándolo ahorraban a las embarcaciones una vuelta de ciento sesenta leguas alrededor de la península del Peloponeso y doblar un cabo muy peligroso por sus muchos escollos. El tirano Periandro de Corinto fue el primero que pensó en este proyecto cinco o seis años antes de la era cristiana. Demetrio Poliorcetes, rey de Macedonia, tres siglos después ensayó hacer una isla del Peloponeso, empresa que abandonó más adelante. Julio César, Cayo Calígula, Nerón y en fin Herodes Ático procuraron entorpecer o frustrar esta tentativa. Tantas dificultades, muchas de ellas insuperables, dieron lugar a este proverbio latino: Isthmum fodere. El canal de Corinto sería finalmente abierto mucho más adelante, desrrolándose las obras en 1881-1893.

Heródoto dice que Jerjes, en su expedición contra Grecia, hizo abrir un canal —el canal de Jerjes— y cortar el istmo que unía la península del monte Athos con el continente para evitar navegar un tramo de mar en el que se había perdido algunos años atrás una de sus flotas. Según lo que dice Estrabón en el libro X, la península de Leucadia, situada en el mar Jónico, célebre por la roca desde donde se precipitaban al mar los amantes desgraciados, estaba unida al continente antes de que una colonia de corintios hubiese tallado el istmo.

Antigua Roma

 
Mapa del canal Corbulo, copia del de la Antigua Roma.

Plutarco refiere que no pudiendo Mario, acampado cerca el Ródano, proveer su ejército por las embocaduras de este río, que estaban llenas de arena, hizo abrir un canal de cerca ocho leguas entre el mar y aquel río, por cuyo medio conducía fácilmente los víveres que necesitaba. Queriendo Druso Nerón conducir con más prontitud su ejército contra los caucos y frisios, puso en comunicación por los años 712 de Roma el Rhin con el Isel por medio de un canal, del que se sirvió después Germánico en el año 16 de nuestra era. Tácito nos dice que precisado Corbulon por las órdenes de Claudio a interrumpir su expedición contra los chancos y no queriendo dejar ocioso su ejército, hizo un canal de unas 22 millas de largo, por el que puso en comunicación el río Mosa con el Rhin.

Los romanos, no menos que los egipcios y los pueblos del Asia, a pesar de que la construcción de sus principales canales fue obra de su genio guerrero para facilitar los trasportes y hacer las marchas con más prontitud, no descuidaron por esto los canales de riego, tan interesantes para el pueblo agricultor. Así es que Catón y la mayoría de los escritores antiguos consideran como la más rica de las posesiones un campo que se pueda regar, solum irrigunm. Cicerón considera, con razón, el riego de los campos como la causa principal de su fertilidad y le recomienda muy particularmente: acide ductus aquarum, derivationes fluminum, agrorum irrigationes. Vitrubio habla de la construcción de estos canales con mucha extensión, etc.

China

Los chinos han aventajado a los griegos, a los romanos y, en una palabra, a todos los pueblos en la construcción de canales. Según todas las noticias que tenemos de este pueblo, se ocuparon ya desde la más remota antigüedad en la conducción y distribución de las aguas. El más célebre canal de China es el Yun-leang o canal real, que emprendió en el año 1289 el emperador Chi-tsou, jefe de la dinastía Fuen, el primero de los emperadores tártaros-mogoles que reinaron en la China. Corre el espacio de unas 140 leguas.[1]

Siglo XIX

 
Canales norteamericanos hacia 1825.

La competencia, de los ferrocarriles de la década de 1830 y las carreteras del siglo XX, hizo que los canales más pequeños fueran obsoletos para la mayoría del transporte comercial, y muchos de los canales británicos cayeron en ruinas. Solo el Canal Manchester Ship y el canal Aire y Calder no siguieron esta tendencia. Sin embargo, en otros países, los canales aumentaron de tamaño a medida que mejoraron las técnicas de construcción. Durante el siglo XIX en los EE.UU., la longitud de los canales aumentó de 160 km a más de 6.800 km, con una compleja red que hacía navegables los Grandes Lagos, junto con Canadá, aunque algunos canales fueron posteriormente drenados y utilizados para cobrar derechos de paso ferroviarios.

En los Estados Unidos, los canales navegables llegaron a áreas aisladas y las pusieron en contacto con el mundo más allá. En 1825, el Canal Erie, de 600 km de largo con 36 esclusas, abrió una conexión desde el noreste poblado hasta los Grandes Lagos. Los colonos inundaron las regiones atendidas por tales canales, ya que el acceso a los mercados estaba disponible. El Canal Erie (así como otros canales) fue fundamental para reducir las diferencias en los precios de los productos básicos entre estos diversos mercados en todo Estados Unidos. Los canales provocaron una convergencia de precios entre diferentes regiones debido a la reducción de los costos de transporte, lo que permitió a los estadounidenses enviar y comprar bienes desde distancias más lejanas mucho más baratos. Ohio construyó muchas millas de canales, Indiana tuvo canales en funcionamiento durante algunas décadas, y el canal de Illinois y Michigan conectó los Grandes Lagos con el sistema del río Mississippi hasta que fue reemplazado por un canal fluvial canalizado.

 
Una familia navega por uno de los canales de Amsterdam.

En lo que hoy es Canadá se construyeron tres canales importantes con propósitos muy diferentes. El primero fue el canal Welland, que se abrió en 1829 entre el lago Ontario y el lago Erie, sin pasar por las cataratas del Niágara y el canal Lachine (1825), que permitía a los barcos bordear los rápidos casi intransitables del río San Lorenzo en Montreal, se construyó para el comercio. El Canal Rideau, terminado en 1832, conecta Ottawa en el río Ottawa con Kingston, Ontario en el lago Ontario. El Canal Rideau fue construido como resultado de la Guerra de 1812 para proporcionar transporte militar entre las colonias británicas de Alto Canadá y Bajo Canadá como alternativa aparte del río San Lorenzo, que era susceptible al bloqueo de Estados Unidos.

 
Una propuesta para el Canal de Nicaragua, alrededor de 1870.

En Francia, la conexión estable de todos los sistemas fluviales (Rin, Ródano, Saona y Sena) y el Mar del Norte se vio impulsada en 1879 por el establecimiento del ancho de vía Freycinet, que especificaba el tamaño mínimo de las esclusas. El tráfico del canal se duplicó en las primeras décadas del siglo XX.[2]

Muchos canales marinos notables se completaron en este período, comenzando con el Canal de Suez (1869), que transporta un tonelaje muchas veces mayor que el de la mayoría de los otros canales, y el Canal de Kiel (1897), aunque el Canal de Panamá no se abrió hasta 1914.

En el siglo XIX, se construyeron varios canales en Japón, incluido el canal Biwako y el canal Tone. Estos canales se construyeron parcialmente con la ayuda de ingenieros de los Países Bajos y otros países.

Una cuestión importante era cómo conectar el Atlántico y el Pacífico con un canal a través de la estrecha Centroamérica. (El Ferrocarril de Panamá se inauguró en 1855.) La propuesta original era un canal a nivel del mar a través de lo que hoy es Nicaragua, aprovechando el lago relativamente grande de Nicaragua. Este canal nunca se ha construido en parte debido a la inestabilidad política, que asustó a los posibles inversores. Sigue siendo un proyecto activo (la geografía no ha cambiado), y en la década de 2010 se estaba desarrollando la participación china.

La segunda opción para un canal centroamericano fue un canal de Panamá. La empresa De Lessups, que dirigía el Canal de Suez, intentó por primera vez construir un Canal de Panamá en la década de 1880. La dificultad del terreno y la climatología (lluvia) provocó la quiebra de la empresa. La alta mortalidad de los trabajadores por enfermedad también desalentó la inversión adicional en el proyecto. Los equipos de excavación abandonados de DeLessup se sientan, máquinas en descomposición aisladas, hoy atracciones turísticas.

Veinte años después, un Estados Unidos expansionista, que acababa de adquirir colonias tras derrotar a España en la Guerra Hispanoamericana de 1898, y cuya Armada cobró mayor importancia, decidió reactivar el proyecto. Estados Unidos y Colombia no llegaron a un acuerdo sobre los términos de un tratado del canal. Panamá, que no tenía (y aún no tiene) conexión terrestre con el resto de Colombia, ya pensaba en la independencia. En 1903 los Estados Unidos, con el apoyo de los panameños que esperaban que el canal proporcionara salarios, ingresos y mercados sustanciales para los bienes y servicios locales para transformar el país, quitar la provincia de Panamá de Colombia y establecer una república títere (Panamá). Su moneda, el Balboa, un nombre que sugiere que el país comenzó como una forma de ir de un hemisferio al otro, era una réplica del dólar estadounidense. El dólar estadounidense era y sigue siendo moneda de curso legal (utilizado como moneda). Una zona militar estadounidense, la Zona del Canal, 16 km de ancho, con militares estadounidenses estacionados allí (bases, 2 estaciones de televisión, canales 8 y 10, Pxs, una escuela secundaria al estilo estadounidense), dividió Panamá por la mitad. Se construyó el Canal, un importante proyecto de ingeniería. Estados Unidos no sintió que las condiciones fueran lo suficientemente estables para retirarse hasta 1979. La retirada de Panamá contribuyó a la derrota del presidente Jimmy Carter en 1980.

Los canales sobrevivientes

Incluyendo la mayoría de los canales para barcos, hoy en día prestan servicios principalmente a las industrias de transporte de carga a granel y grandes barcos, mientras que las vías navegables interiores más pequeñas, que alguna vez fueron críticas, concebidas y diseñadas como canales para barcos y barcazas, han sido reemplazadas y rellenadas, abandonadas y dejadas para deteriorarse o mantenidas en servicio y atendido por empleados estatales, donde se mantienen presas y esclusas para el control de inundaciones o la navegación de recreo. Su reemplazo fue gradual, comenzando primero en los Estados Unidos a mediados de la década de 1850, donde el transporte por canal se incrementó por primera vez, luego comenzó a ser reemplazado por el uso de ferrocarriles mucho más rápidos, menos restringidos y limitados geográficamente, y generalmente más baratos.

A principios de la década de 1880, los canales que tenían poca capacidad para competir económicamente con el transporte ferroviario estaban fuera del mapa. En las siguientes dos décadas, se redujo cada vez más el uso de carbón como combustible de calefacción preferido por el petróleo, y el crecimiento de los envíos de carbón se estabilizó. Más tarde, después de la Primera Guerra Mundial, cuando los camiones cobraron vida, los últimos canales pequeños de barcazas de EE.UU. vieron una disminución constante en toneladas-millas de carga junto con muchos ferrocarriles, la flexibilidad y la capacidad de subir pendientes pronunciadas de los camiones que se hacen cargo del transporte de carga cada vez más como carretera. se mejoraron las redes, y que también tenían la libertad de hacer entregas bien lejos de las vías ferroviarias o zanjas en la tierra que no podían funcionar en el invierno.

El canal más largo que existe en la actualidad, el Gran Canal en el norte de China, todavía se utiliza mucho, especialmente en la parte al sur del río Amarillo. Se extiende desde Beijing hasta Hangzhou por 1.794 kilómetros.

Clasificación de canales

Canales naturales

Se denomina canal natural a las depresiones naturales en la corteza terrestre, algunos tienen poca profundidad y otros son más profundos, según se encuentren en la montaña o en la planicie. Algunos canales permiten la navegación, generalmente sin necesidad de dragado.

Los canales naturales influyen todos los tipos de agua que existen de manera natural en la tierra, los cuales varían en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta quebradas, arroyos, ríos pequeños y grandes, y estuarios de mareas. Las corrientes subterráneas que transportan agua con una superficie libre también son consideradas como canales abiertos naturales. Las propiedades hidráulicas de un canal natural por lo general son muy irregulares.

En algunos casos pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente consistentes en las observaciones y experiencias reales, de tal modo que las condiciones de flujo en estos canales se vuelvan manejables mediante tratamiento analítico de la hidráulica teórica.

Canales de riego

Estos son vías construidas para conducir el agua hacia las zonas que requieren complementar el agua precipitada naturalmente sobre el terreno.

A lo largo de un canal de riego se sitúan muchas y variadas estructuras:

  • obras de derivación, que se usan para derivar el agua utilizando partidores, desde un canal principal (por ejemplo una acequia) a uno secundario, o de este último fin un canal terciario, o desde el terciario hacia el canal de campo y el cañón de boquilla. Generalmente se hacen de hormigón , o con piedra, y están equipadas con compuertas, algunas simples, manuales, y otros que incluso pueden ser controladas por control remoto;
  • controles de nivel , a menudo asociados a obras de derivación, se destinan a mantener siempre, en el canal, el nivel de agua dentro de un cierto rango y, especialmente en los puntos terminales, con una inclinación descendente;
  • controles de seguridad , deben funcionar de forma automática, para evitar daños en el sistema, si por cualquier razón hubiera una falla de operación Hay básicamente dos tipos de controles de seguridad: los vertederos hidráulicos, y los sifones ;
  • secciones de aforo, destinadas a medir la cantidad de agua que entra en un determinado canal, según el cual el usuario del agua pagará el servicio. Hay varios tipos de | secciones de aforo, algunas muy sencillas, constan de una regla graduada que lee el operador a intervalos preestablecidos, hasta sistemas complejos, asociados con compuertas autorregulables, que registran el caudal de forma continua y lo transmiten a la central de operación computerizada;
  • obras de cruce del canal de riego con otras infraestructuras existentes en el terreno, pertenecientes o no al sistema de riego. Estas a su vez pueden ser de:
    • cruce de canal de riego con un canal de drenaje del mismo sistema de riego;
    • cruce de un dren natural, con el canal de riego, a una cota mayor que este último
    • cruce de canal de riego con una hondonada o valle;
    • cruce de canal de riego con una vía.

Canales de navegación

Un canal de navegación es un canal especialmente diseñado para acomodar barcos que se utilizan en los océanos, mares o lagos a los que está conectado.[3]

Los canales de navegación para barcos se pueden distinguir de los canales para barcazas, que están destinados a transportar barcazas y otras embarcaciones diseñadas específicamente para la navegación fluvial y / o por canales. Debido a las limitaciones de acomodar embarcaciones capaces de navegar grandes masas de agua abierta, un canal de barco ofrece típicamente aguas más profundas y espacios libres para puentes más altos que un canal de barcazas con limitaciones similares de longitud y ancho de embarcación.[4]

Los canales para barcos pueden construirse especialmente desde el principio para acomodar a los barcos, o con menos frecuencia pueden ser canales de barcazas agrandados o ríos canalizados. No hay dimensiones mínimas específicas para los canales de los barcos, y el tamaño depende en gran medida del tamaño de los barcos en uso en las cercanías en el momento de la construcción o ampliación.[5]

Los canales de navegación pueden construirse por varias razones, que incluyen:

  1. Para crear un atajo y evitar largos desvíos.
  2. Crear un enlace de navegación navegable entre dos mares o lagos sin litoral.
  3. Proporcionar a las ciudades del interior un enlace de envío directo al mar.
  4. Proporcionar una alternativa económica a otras opciones.

Elementos geométricos de la sección del canal

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.

  • Profundidad del flujo, calado o tirante: la profundidad del flujo (h) es la distancia vertical del punto más bajo de la sección del canal a la superficie libre.
  • Ancho superior: el ancho superior (T) es el ancho de la sección del canal en la superficie libre.
  • Área mojada: el área mojada (A) es el área de la sección transversal del flujo normal a la dirección del flujo.
  • Perímetro mojado: el perímetro mojado (P) es la longitud de la línea de la intersección de la superficie mojada del canal con la sección transversal normal a la dirección del flujo.
  • Radio hidráulico: el radio hidráulico (R) es la relación entre el área mojada y el perímetro mojado, se expresa como: R = A / P
  • Profundidad hidráulica: la profundidad hidráulica (D) es la relación del área mojada con el ancho superior, se expresa como: D = A / T
  • Factor de la sección: el factor de la sección (Z), para cálculos de escurrimiento o flujo crítico es el producto del área mojada con la raíz cuadrada de la profundidad hidráulica, se expresa como: Z = A. SQRT (D)
El factor de la sección, para cálculos de escurrimiento uniforme es el producto del área mojada con la poténcia 2/3 del radio hidráulico, se expresa como: A. R^(2/3)

Características geométricas e hidráulicas de un canal

Las características geométricas son la forma de la sección transversal, sus dimensiones y la pendiente longitudinal del fondo del canal.

Las características hidráulicas son la profundidad del agua (h, en m), el perímetro mojado (P, en m), el área mojada (A, en m²) y el radio hidráulico (R, en m), todas función de la forma del canal. También son relevantes la rugosidad de las paredes del canal, que es función del material en que ha sido construido, del uso que se le ha dado y del mantenimiento, y la pendiente de la línea de agua, que puede o no ser paralela a la pendiente del fondo del canal.

El radio hidráulico se define como:

 

donde   y   son el área y el perímetro mojado.

Tipos de flujo en un canal

Flujo permanente

Un flujo permanente es aquel en el que las propiedades fluidas permanecen constantes en el tiempo, aunque pueden no ser constantes en el espacio.

Las características del flujo, como son: velocidad (V), caudal (Q), y calado (h), son independientes del tiempo, si bien pueden variar a lo largo del canal. Siendo x la abscisa de una sección genérica (un tramo del canal), se tiene que:

V = fv(x)
Q = fq(x)
h = fh(x)

Flujo transitorio o no permanente

Un flujo transitorio presenta cambios en sus características a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal. Las características del flujo son función del tiempo. En este caso, se tiene que:

V = fv(x, t)
Q = fq(x, t)
h = fh(x, t)

Las situaciones de transitoriedad se pueden dar tanto en el flujo subcrítico como en el supercrítico.

Flujo uniforme

Es el flujo que se da en un canal recto, con sección y pendiente constante, a una distancia considerable (20 a 30 veces la profundidad del agua en el canal) de un punto singular, es decir, un punto donde hay una mudanza de sección transversal ya sea de forma o de rugosidad, un cambio de pendiente o una variación en el caudal. En el tramo considerado, las funciones arriba mencionadas asumen la forma:

V = fv(x) = Constante
Q = fq(x) = Constante
h = fh(x) = Constante

Flujo variado

El flujo es variado si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal. El flujo variado puede ser permanente o no permanente. Debido a que el flujo uniforme no permanente es poco frecuente, el término “flujo no permanente” se utilizará de aquí para adelante para designar exclusivamente el flujo variado no permanente.

El flujo variado puede clasificarse, además, como rápidamente variado o gradualmente variado. El flujo es rápidamente variado si la profundidad del agua cambia de manera abrupta en distancias comparativamente cortas; de otro modo, es gradualmente variado. Un flujo rápidamente variado también se conoce como fenómeno local; algunos ejemplos son el resalto hidráulico y la caída hidráulica.

Flujo crítico

El flujo crítico se da cuando el número de Froude es igual a 1 o cuando la velocidad es igual que la raíz cuadrada de la gravedad por la profundidad.

Flujo subcrítico

En el caso de flujo subcrítico, también denominado flujo lento, el nivel efectivo del agua en una sección determinada está condicionado al nivel de la sección aguas abajo.

Flujo supercrítico

En el caso de flujo supercrítico, también denominado flujo veloz, el nivel del agua efectivo en una sección determinada está condicionado a la condición de contorno situada aguas arriba.

Barcos

Los canales interiores a menudo han tenido barcos construidos específicamente para ellos. Un ejemplo de esto es el denominado barco estrecho británico, que mide hasta 72 pies (21,95 m) de largo y 7 pies (2,13 m) de ancho y fue construido principalmente para los canales británicos de Midland. En este caso, el factor limitante era el tamaño de las esclusas. Este es también el factor limitante en el canal de Panamá, donde los barcos Panamax estaban limitados a una eslora de 289,56 m (950 pies) y una manga de 32,31 m (106 pies) hasta el 26 de junio de 2016, cuando la apertura de esclusas más grandes permitió el paso de buques Panamax nuevos más grandes. Para el Canal de Suez sin esclusas, el factor limitante para los barcos Suezmax es generalmente el calado, que está limitado a 16 m (52,5 pies). En el otro extremo de la escala, los canales para botes de tina o compartimentados como el Canal Budese limitaron las embarcaciones a menos de 10 toneladas en gran parte de su eslora debido a la capacidad de sus planos inclinados o elevadores de embarcaciones. La mayoría de los canales tienen un límite de altura impuesto por puentes o túneles.

Véase también

Referencias

  1. Diccionario histórico enciclopédico, Vicenç Joaquín Bastús i Carrera, 1828.
  2. Edwards, 2002, p. .
  3. Frederick Augustus Porter Barnard, Arnold Guyot (1883). Johnson's New Universal Cyclopædia. A. J. Johnson & Company. p. 1660. Consultado el 15 June 2020. 
  4. Finch, Roy. The Story of the New York State Canals (pdf) (booklet). p. 11. Consultado el 15 June 2020. 
  5. Finch, Roy. The Story of the New York State Canals (pdf) (booklet). p. 11. Consultado el 15 June 2020. 

Bibliografía

  • Hidráulica de los canales abiertos. Ven Te Chow. 1982. ISBN 968-13-1327-5.
  • Burton, Anthony (1995), The Great Days of the Canals, Twickenham: Tiger Books, ISBN 978-1-85501-695-8 .
  • Calvert, Roger (1963), Inland Waterways of Europe, George Allen and Unwin .
  • Edwards-May, David (2008), European Waterways - map and concise directory, 3rd edition, Euromapping .
  • Hadfield, Charles (1986), World Canals: Inland Navigation Past and Present, David and Charles, ISBN 978-0-7153-8555-5 .
  • Needham, J. (1971), Science and Civilisation in China, C.U.P. Cambridge .
  • Rodda, J.C. (2004), The Basis of Civilization - Water Science?, International Association of Hydrological Sciences .

Enlaces externos

  •   Datos: Q12284
  •   Multimedia: Canals

canal, ingeniería, ingeniería, denomina, canal, construcción, destinada, transporte, fluidos, generalmente, utilizada, para, agua, diferencia, tuberías, abierta, atmósfera, también, utilizan, como, vías, artificiales, navegación, descripción, comportamiento, h. En ingenieria se denomina canal a una construccion destinada al transporte de fluidos generalmente utilizada para agua y que a diferencia de las tuberias es abierta a la atmosfera Tambien se utilizan como vias artificiales de navegacion La descripcion del comportamiento hidraulico de los canales es una parte fundamental de la hidraulica y su diseno pertenece al campo de la ingenieria hidraulica una de las especialidades de la ingenieria civil e ingenieria agricola Canal en la ciudad de Horten Noruega Canal de Saimaa un canal de transporte entre Finlandia y Rusia en Lappeenranta Finlandia El Canal de Maria Cristina en Albacete Espana El canal del Porma a su paso por las inmediaciones de la ciudad romana de Lancia en la provincia de Leon Espana Cuando un fluido es transportado por una tuberia parcialmente llena se dice que cuenta con una cara a la atmosfera por lo tanto se comporta como un canal Indice 1 Historia 1 1 Importancia 1 2 Antiguo Egipto 1 3 Mesopotamia y Antigua Grecia 1 4 Antigua Roma 1 5 China 1 6 Siglo XIX 1 7 Los canales sobrevivientes 2 Clasificacion de canales 2 1 Canales naturales 2 2 Canales de riego 2 3 Canales de navegacion 3 Elementos geometricos de la seccion del canal 4 Caracteristicas geometricas e hidraulicas de un canal 5 Tipos de flujo en un canal 5 1 Flujo permanente 5 2 Flujo transitorio o no permanente 5 3 Flujo uniforme 5 4 Flujo variado 5 5 Flujo critico 5 6 Flujo subcritico 5 7 Flujo supercritico 6 Barcos 7 Vease tambien 8 Referencias 9 Bibliografia 10 Enlaces externosHistoria Editar Canal propuesto por Plinio el Joven en el Golfo de Nicomedia El conocimiento empirico del funcionamiento de los canales se remonta a varios milenios En la antigua Mesopotamia se usaban canales de riego en la Roma Imperial se abastecian de agua a traves de canales construidos sobre inmensos acueductos y los habitantes del antiguo Peru construyeron en algunos lugares de los Andes canales que aun funcionan claro es el ejemplo de los canales de Cumbe Mayo el centro hidraulico mas importante de los Andes El conocimiento y estudio sistematico de los canales se remonta al siglo XVIII con Chezy Bazin y otros Herodoto cuenta que los cnidios pueblos de la Caria en Asia menor emprendieron cortar el istmo que une la isla de Cnido al continente pero abandonaron este trabajo por mandato de un oraculo Importancia Editar El Canal de Castilla en Castilla y Leon Espana tiene 207 kilometros atravesando 38 municipios inicialmente para transportar trigo ahora se utiliza para riego Historicamente los canales fueron de inmensa importancia para el comercio y el desarrollo crecimiento y vitalidad de una civilizacion En 1855 el Canal de Lehigh transportaba mas de 1 2 millones de toneladas de carbon antracita en la decada de 1930 la empresa que lo construyo y opero durante mas de un siglo lo desconecto Los pocos canales todavia en funcionamiento en nuestra era moderna son una fraccion de la cantidad que alguna vez impulsaron y permitieron el crecimiento economico de hecho fueron practicamente un requisito previo para una mayor urbanizacion e industrializacion Porque el movimiento de materias primas a granel como el carbon y los minerales es dificil y marginalmente asequible sin transporte por agua Estas materias primas impulsaron los desarrollos industriales y la nueva metalurgia resultante de la espiral de creciente mecanizacion durante los siglos XVII y XX que condujo a nuevas disciplinas de investigacion nuevas industrias y economias de escala elevando el nivel de vida de cualquier sociedad industrializada Antiguo Egipto Editar Varios reyes de Egipto intentaron unir el mar Rojo con el Mediterraneo Soliman II emperador de los turcos empleo sin ningun efecto mas de cincuenta mil hombres para restablecer este canal que habia desaparecido debajo de la arena Los egipcios fueron sin duda tambien uno de los primeros pueblos que se sirvieron de canales para fertilizar los campos con las aguas del Nilo y cuando las tierras se hallaban demasiado altas empleaban maquinas para elevar el agua a la altura necesaria La mayoria de estas se dice que las invento Arquimedes en su viaje a Egipto Algunos suponen que la mayor parte de las bocas del Nilo fueron canales abiertos por la mano del hombre Aristoteles decia que el brazo canopico era el unico natural mientras que Herodoto supone que solo el bolvitico y el bucolico eran artificiales Sesostris I y sus sucesores intentaron poner en comunicacion el Nilo con el mar Rojo en cuya empresa perecieron durante el reinado de Neco II unos ciento veinte mil hombres El proyecto se abandono por la prediccion de un oraculo que manifesto que por ese medio se abriria quiza un pasaje a los barbaros Mas adelante continuo Dario este mismo canal que segun Herodoto tenia ya cuatro dias de navegacion al paso que Diodoro dice que este Principe no hizo mas que construir una parte de el dejando lo demas imperfecto por haberle demostrado que el mar Rojo estaba mas alto que Egipto y que si cortaba el istmo inundaria todo aquel pais lo mismo que con poca diferencia refieren otros autores Habia en Egipto otros canales pero estos servian mas para el riego que para la navegacion El mayor de todos fue el que Moeris hizo construir para conducir las aguas del Nilo al gran lago que habia mandado hacer Se asegura que este canal tenia ochenta estadios de largo y trescientos pies de ancho y cuya entrada podia abrirse y cerrarse segun convenia El canal que el califa Omar hizo construir para trasportar a Medina los granos de Alejandria creen algunos que fue siguiendo las huellas del antiguo Mesopotamia y Antigua Grecia Editar Articulos principales Canal de Corintoy Canal de Jerjes Los celebres rios de Asia el Eufrates y el Tigris estaban en comunicacion por medio de un canal que algunos creen obra de Nabucodonosor y otro canal que unia el Tigris con el Euleo sirvio bastante a Alejandro en sus conquistas Los griegos y romanos proyectaron abrir un canal cortando el istmo de Corinto que unia las regiones de Acaya y Morea a fin de poder pasar del mar Jonico al Archipielago Este istmo apenas tiene mas de dos leguas y tallandolo ahorraban a las embarcaciones una vuelta de ciento sesenta leguas alrededor de la peninsula del Peloponeso y doblar un cabo muy peligroso por sus muchos escollos El tirano Periandro de Corinto fue el primero que penso en este proyecto cinco o seis anos antes de la era cristiana Demetrio Poliorcetes rey de Macedonia tres siglos despues ensayo hacer una isla del Peloponeso empresa que abandono mas adelante Julio Cesar Cayo Caligula Neron y en fin Herodes Atico procuraron entorpecer o frustrar esta tentativa Tantas dificultades muchas de ellas insuperables dieron lugar a este proverbio latino Isthmum fodere El canal de Corinto seria finalmente abierto mucho mas adelante desrrolandose las obras en 1881 1893 Herodoto dice que Jerjes en su expedicion contra Grecia hizo abrir un canal el canal de Jerjes y cortar el istmo que unia la peninsula del monte Athos con el continente para evitar navegar un tramo de mar en el que se habia perdido algunos anos atras una de sus flotas Segun lo que dice Estrabon en el libro X la peninsula de Leucadia situada en el mar Jonico celebre por la roca desde donde se precipitaban al mar los amantes desgraciados estaba unida al continente antes de que una colonia de corintios hubiese tallado el istmo Antigua Roma Editar Mapa del canal Corbulo copia del de la Antigua Roma Plutarco refiere que no pudiendo Mario acampado cerca el Rodano proveer su ejercito por las embocaduras de este rio que estaban llenas de arena hizo abrir un canal de cerca ocho leguas entre el mar y aquel rio por cuyo medio conducia facilmente los viveres que necesitaba Queriendo Druso Neron conducir con mas prontitud su ejercito contra los caucos y frisios puso en comunicacion por los anos 712 de Roma el Rhin con el Isel por medio de un canal del que se sirvio despues Germanico en el ano 16 de nuestra era Tacito nos dice que precisado Corbulon por las ordenes de Claudio a interrumpir su expedicion contra los chancos y no queriendo dejar ocioso su ejercito hizo un canal de unas 22 millas de largo por el que puso en comunicacion el rio Mosa con el Rhin Los romanos no menos que los egipcios y los pueblos del Asia a pesar de que la construccion de sus principales canales fue obra de su genio guerrero para facilitar los trasportes y hacer las marchas con mas prontitud no descuidaron por esto los canales de riego tan interesantes para el pueblo agricultor Asi es que Caton y la mayoria de los escritores antiguos consideran como la mas rica de las posesiones un campo que se pueda regar solum irrigunm Ciceron considera con razon el riego de los campos como la causa principal de su fertilidad y le recomienda muy particularmente acide ductus aquarum derivationes fluminum agrorum irrigationes Vitrubio habla de la construccion de estos canales con mucha extension etc China Editar Los chinos han aventajado a los griegos a los romanos y en una palabra a todos los pueblos en la construccion de canales Segun todas las noticias que tenemos de este pueblo se ocuparon ya desde la mas remota antiguedad en la conduccion y distribucion de las aguas El mas celebre canal de China es el Yun leang o canal real que emprendio en el ano 1289 el emperador Chi tsou jefe de la dinastia Fuen el primero de los emperadores tartaros mogoles que reinaron en la China Corre el espacio de unas 140 leguas 1 Siglo XIX Editar Canales norteamericanos hacia 1825 La competencia de los ferrocarriles de la decada de 1830 y las carreteras del siglo XX hizo que los canales mas pequenos fueran obsoletos para la mayoria del transporte comercial y muchos de los canales britanicos cayeron en ruinas Solo el Canal Manchester Ship y el canal Aire y Calder no siguieron esta tendencia Sin embargo en otros paises los canales aumentaron de tamano a medida que mejoraron las tecnicas de construccion Durante el siglo XIX en los EE UU la longitud de los canales aumento de 160 km a mas de 6 800 km con una compleja red que hacia navegables los Grandes Lagos junto con Canada aunque algunos canales fueron posteriormente drenados y utilizados para cobrar derechos de paso ferroviarios En los Estados Unidos los canales navegables llegaron a areas aisladas y las pusieron en contacto con el mundo mas alla En 1825 el Canal Erie de 600 km de largo con 36 esclusas abrio una conexion desde el noreste poblado hasta los Grandes Lagos Los colonos inundaron las regiones atendidas por tales canales ya que el acceso a los mercados estaba disponible El Canal Erie asi como otros canales fue fundamental para reducir las diferencias en los precios de los productos basicos entre estos diversos mercados en todo Estados Unidos Los canales provocaron una convergencia de precios entre diferentes regiones debido a la reduccion de los costos de transporte lo que permitio a los estadounidenses enviar y comprar bienes desde distancias mas lejanas mucho mas baratos Ohio construyo muchas millas de canales Indiana tuvo canales en funcionamiento durante algunas decadas y el canal de Illinois y Michigan conecto los Grandes Lagos con el sistema del rio Mississippi hasta que fue reemplazado por un canal fluvial canalizado Una familia navega por uno de los canales de Amsterdam En lo que hoy es Canada se construyeron tres canales importantes con propositos muy diferentes El primero fue el canal Welland que se abrio en 1829 entre el lago Ontario y el lago Erie sin pasar por las cataratas del Niagara y el canal Lachine 1825 que permitia a los barcos bordear los rapidos casi intransitables del rio San Lorenzo en Montreal se construyo para el comercio El Canal Rideau terminado en 1832 conecta Ottawa en el rio Ottawa con Kingston Ontario en el lago Ontario El Canal Rideau fue construido como resultado de la Guerra de 1812 para proporcionar transporte militar entre las colonias britanicas de Alto Canada y Bajo Canada como alternativa aparte del rio San Lorenzo que era susceptible al bloqueo de Estados Unidos Una propuesta para el Canal de Nicaragua alrededor de 1870 En Francia la conexion estable de todos los sistemas fluviales Rin Rodano Saona y Sena y el Mar del Norte se vio impulsada en 1879 por el establecimiento del ancho de via Freycinet que especificaba el tamano minimo de las esclusas El trafico del canal se duplico en las primeras decadas del siglo XX 2 Muchos canales marinos notables se completaron en este periodo comenzando con el Canal de Suez 1869 que transporta un tonelaje muchas veces mayor que el de la mayoria de los otros canales y el Canal de Kiel 1897 aunque el Canal de Panama no se abrio hasta 1914 En el siglo XIX se construyeron varios canales en Japon incluido el canal Biwako y el canal Tone Estos canales se construyeron parcialmente con la ayuda de ingenieros de los Paises Bajos y otros paises Una cuestion importante era como conectar el Atlantico y el Pacifico con un canal a traves de la estrecha Centroamerica El Ferrocarril de Panama se inauguro en 1855 La propuesta original era un canal a nivel del mar a traves de lo que hoy es Nicaragua aprovechando el lago relativamente grande de Nicaragua Este canal nunca se ha construido en parte debido a la inestabilidad politica que asusto a los posibles inversores Sigue siendo un proyecto activo la geografia no ha cambiado y en la decada de 2010 se estaba desarrollando la participacion china La segunda opcion para un canal centroamericano fue un canal de Panama La empresa De Lessups que dirigia el Canal de Suez intento por primera vez construir un Canal de Panama en la decada de 1880 La dificultad del terreno y la climatologia lluvia provoco la quiebra de la empresa La alta mortalidad de los trabajadores por enfermedad tambien desalento la inversion adicional en el proyecto Los equipos de excavacion abandonados de DeLessup se sientan maquinas en descomposicion aisladas hoy atracciones turisticas Veinte anos despues un Estados Unidos expansionista que acababa de adquirir colonias tras derrotar a Espana en la Guerra Hispanoamericana de 1898 y cuya Armada cobro mayor importancia decidio reactivar el proyecto Estados Unidos y Colombia no llegaron a un acuerdo sobre los terminos de un tratado del canal Panama que no tenia y aun no tiene conexion terrestre con el resto de Colombia ya pensaba en la independencia En 1903 los Estados Unidos con el apoyo de los panamenos que esperaban que el canal proporcionara salarios ingresos y mercados sustanciales para los bienes y servicios locales para transformar el pais quitar la provincia de Panama de Colombia y establecer una republica titere Panama Su moneda el Balboa un nombre que sugiere que el pais comenzo como una forma de ir de un hemisferio al otro era una replica del dolar estadounidense El dolar estadounidense era y sigue siendo moneda de curso legal utilizado como moneda Una zona militar estadounidense la Zona del Canal 16 km de ancho con militares estadounidenses estacionados alli bases 2 estaciones de television canales 8 y 10 Pxs una escuela secundaria al estilo estadounidense dividio Panama por la mitad Se construyo el Canal un importante proyecto de ingenieria Estados Unidos no sintio que las condiciones fueran lo suficientemente estables para retirarse hasta 1979 La retirada de Panama contribuyo a la derrota del presidente Jimmy Carter en 1980 Los canales sobrevivientes Editar Incluyendo la mayoria de los canales para barcos hoy en dia prestan servicios principalmente a las industrias de transporte de carga a granel y grandes barcos mientras que las vias navegables interiores mas pequenas que alguna vez fueron criticas concebidas y disenadas como canales para barcos y barcazas han sido reemplazadas y rellenadas abandonadas y dejadas para deteriorarse o mantenidas en servicio y atendido por empleados estatales donde se mantienen presas y esclusas para el control de inundaciones o la navegacion de recreo Su reemplazo fue gradual comenzando primero en los Estados Unidos a mediados de la decada de 1850 donde el transporte por canal se incremento por primera vez luego comenzo a ser reemplazado por el uso de ferrocarriles mucho mas rapidos menos restringidos y limitados geograficamente y generalmente mas baratos A principios de la decada de 1880 los canales que tenian poca capacidad para competir economicamente con el transporte ferroviario estaban fuera del mapa En las siguientes dos decadas se redujo cada vez mas el uso de carbon como combustible de calefaccion preferido por el petroleo y el crecimiento de los envios de carbon se estabilizo Mas tarde despues de la Primera Guerra Mundial cuando los camiones cobraron vida los ultimos canales pequenos de barcazas de EE UU vieron una disminucion constante en toneladas millas de carga junto con muchos ferrocarriles la flexibilidad y la capacidad de subir pendientes pronunciadas de los camiones que se hacen cargo del transporte de carga cada vez mas como carretera se mejoraron las redes y que tambien tenian la libertad de hacer entregas bien lejos de las vias ferroviarias o zanjas en la tierra que no podian funcionar en el invierno El canal mas largo que existe en la actualidad el Gran Canal en el norte de China todavia se utiliza mucho especialmente en la parte al sur del rio Amarillo Se extiende desde Beijing hasta Hangzhou por 1 794 kilometros Clasificacion de canales EditarCanales naturales Editar Articulo principal Canal natural Se denomina canal natural a las depresiones naturales en la corteza terrestre algunos tienen poca profundidad y otros son mas profundos segun se encuentren en la montana o en la planicie Algunos canales permiten la navegacion generalmente sin necesidad de dragado Los canales naturales influyen todos los tipos de agua que existen de manera natural en la tierra los cuales varian en tamano desde pequenos arroyuelos en zonas montanosas hasta quebradas arroyos rios pequenos y grandes y estuarios de mareas Las corrientes subterraneas que transportan agua con una superficie libre tambien son consideradas como canales abiertos naturales Las propiedades hidraulicas de un canal natural por lo general son muy irregulares En algunos casos pueden hacerse suposiciones empiricas razonablemente consistentes en las observaciones y experiencias reales de tal modo que las condiciones de flujo en estos canales se vuelvan manejables mediante tratamiento analitico de la hidraulica teorica Canales de riego Editar Articulo principal Canal de riego Estos son vias construidas para conducir el agua hacia las zonas que requieren complementar el agua precipitada naturalmente sobre el terreno A lo largo de un canal de riego se situan muchas y variadas estructuras obras de derivacion que se usan para derivar el agua utilizando partidores desde un canal principal por ejemplo una acequia a uno secundario o de este ultimo fin un canal terciario o desde el terciario hacia el canal de campo y el canon de boquilla Generalmente se hacen de hormigon o con piedra y estan equipadas con compuertas algunas simples manuales y otros que incluso pueden ser controladas por control remoto controles de nivel a menudo asociados a obras de derivacion se destinan a mantener siempre en el canal el nivel de agua dentro de un cierto rango y especialmente en los puntos terminales con una inclinacion descendente controles de seguridad deben funcionar de forma automatica para evitar danos en el sistema si por cualquier razon hubiera una falla de operacion Hay basicamente dos tipos de controles de seguridad los vertederos hidraulicos y los sifones secciones de aforo destinadas a medir la cantidad de agua que entra en un determinado canal segun el cual el usuario del agua pagara el servicio Hay varios tipos de secciones de aforo algunas muy sencillas constan de una regla graduada que lee el operador a intervalos preestablecidos hasta sistemas complejos asociados con compuertas autorregulables que registran el caudal de forma continua y lo transmiten a la central de operacion computerizada obras de cruce del canal de riego con otras infraestructuras existentes en el terreno pertenecientes o no al sistema de riego Estas a su vez pueden ser de cruce de canal de riego con un canal de drenaje del mismo sistema de riego cruce de un dren natural con el canal de riego a una cota mayor que este ultimo cruce de canal de riego con una hondonada o valle cruce de canal de riego con una via Canales de navegacion Editar Articulo principal Canal de navegacion Un canal de navegacion es un canal especialmente disenado para acomodar barcos que se utilizan en los oceanos mares o lagos a los que esta conectado 3 Los canales de navegacion para barcos se pueden distinguir de los canales para barcazas que estan destinados a transportar barcazas y otras embarcaciones disenadas especificamente para la navegacion fluvial y o por canales Debido a las limitaciones de acomodar embarcaciones capaces de navegar grandes masas de agua abierta un canal de barco ofrece tipicamente aguas mas profundas y espacios libres para puentes mas altos que un canal de barcazas con limitaciones similares de longitud y ancho de embarcacion 4 Los canales para barcos pueden construirse especialmente desde el principio para acomodar a los barcos o con menos frecuencia pueden ser canales de barcazas agrandados o rios canalizados No hay dimensiones minimas especificas para los canales de los barcos y el tamano depende en gran medida del tamano de los barcos en uso en las cercanias en el momento de la construccion o ampliacion 5 Los canales de navegacion pueden construirse por varias razones que incluyen Para crear un atajo y evitar largos desvios Crear un enlace de navegacion navegable entre dos mares o lagos sin litoral Proporcionar a las ciudades del interior un enlace de envio directo al mar Proporcionar una alternativa economica a otras opciones Elementos geometricos de la seccion del canal EditarLos elementos geometricos son propiedades de una seccion del canal que puede ser definida enteramente por la geometria de la seccion y la profundidad del flujo Estos elementos son muy importantes para los calculos del escurrimiento Profundidad del flujo calado o tirante la profundidad del flujo h es la distancia vertical del punto mas bajo de la seccion del canal a la superficie libre Ancho superior el ancho superior T es el ancho de la seccion del canal en la superficie libre Area mojada el area mojada A es el area de la seccion transversal del flujo normal a la direccion del flujo Perimetro mojado el perimetro mojado P es la longitud de la linea de la interseccion de la superficie mojada del canal con la seccion transversal normal a la direccion del flujo Radio hidraulico el radio hidraulico R es la relacion entre el area mojada y el perimetro mojado se expresa como R A P Profundidad hidraulica la profundidad hidraulica D es la relacion del area mojada con el ancho superior se expresa como D A T Factor de la seccion el factor de la seccion Z para calculos de escurrimiento o flujo critico es el producto del area mojada con la raiz cuadrada de la profundidad hidraulica se expresa como Z A SQRT D El factor de la seccion para calculos de escurrimiento uniforme es el producto del area mojada con la potencia 2 3 del radio hidraulico se expresa como A R 2 3 Caracteristicas geometricas e hidraulicas de un canal EditarLas caracteristicas geometricas son la forma de la seccion transversal sus dimensiones y la pendiente longitudinal del fondo del canal Las caracteristicas hidraulicas son la profundidad del agua h en m el perimetro mojado P en m el area mojada A en m y el radio hidraulico R en m todas funcion de la forma del canal Tambien son relevantes la rugosidad de las paredes del canal que es funcion del material en que ha sido construido del uso que se le ha dado y del mantenimiento y la pendiente de la linea de agua que puede o no ser paralela a la pendiente del fondo del canal El radio hidraulico se define como R A P displaystyle R A P donde A displaystyle A y P displaystyle P son el area y el perimetro mojado Vease tambien Radio hidraulicoTipos de flujo en un canal EditarFlujo permanente Editar Un flujo permanente es aquel en el que las propiedades fluidas permanecen constantes en el tiempo aunque pueden no ser constantes en el espacio Las caracteristicas del flujo como son velocidad V caudal Q y calado h son independientes del tiempo si bien pueden variar a lo largo del canal Siendo x la abscisa de una seccion generica un tramo del canal se tiene que V fv x Q fq x h fh x Flujo transitorio o no permanente Editar Un flujo transitorio presenta cambios en sus caracteristicas a lo largo del tiempo para el cual se analiza el comportamiento del canal Las caracteristicas del flujo son funcion del tiempo En este caso se tiene que V fv x t Q fq x t h fh x t Las situaciones de transitoriedad se pueden dar tanto en el flujo subcritico como en el supercritico Flujo uniforme Editar Es el flujo que se da en un canal recto con seccion y pendiente constante a una distancia considerable 20 a 30 veces la profundidad del agua en el canal de un punto singular es decir un punto donde hay una mudanza de seccion transversal ya sea de forma o de rugosidad un cambio de pendiente o una variacion en el caudal En el tramo considerado las funciones arriba mencionadas asumen la forma V fv x Constante Q fq x Constante h fh x ConstanteFlujo variado Editar El flujo es variado si la profundidad de flujo cambia a lo largo del canal El flujo variado puede ser permanente o no permanente Debido a que el flujo uniforme no permanente es poco frecuente el termino flujo no permanente se utilizara de aqui para adelante para designar exclusivamente el flujo variado no permanente El flujo variado puede clasificarse ademas como rapidamente variado o gradualmente variado El flujo es rapidamente variado si la profundidad del agua cambia de manera abrupta en distancias comparativamente cortas de otro modo es gradualmente variado Un flujo rapidamente variado tambien se conoce como fenomeno local algunos ejemplos son el resalto hidraulico y la caida hidraulica Flujo critico Editar El flujo critico se da cuando el numero de Froude es igual a 1 o cuando la velocidad es igual que la raiz cuadrada de la gravedad por la profundidad Flujo subcritico Editar En el caso de flujo subcritico tambien denominado flujo lento el nivel efectivo del agua en una seccion determinada esta condicionado al nivel de la seccion aguas abajo Flujo supercritico Editar En el caso de flujo supercritico tambien denominado flujo veloz el nivel del agua efectivo en una seccion determinada esta condicionado a la condicion de contorno situada aguas arriba Barcos Editar Dos barcos Panamax en las Esclusas de Miraflores en el Canal de Panama Panama Los canales interiores a menudo han tenido barcos construidos especificamente para ellos Un ejemplo de esto es el denominado barco estrecho britanico que mide hasta 72 pies 21 95 m de largo y 7 pies 2 13 m de ancho y fue construido principalmente para los canales britanicos de Midland En este caso el factor limitante era el tamano de las esclusas Este es tambien el factor limitante en el canal de Panama donde los barcos Panamax estaban limitados a una eslora de 289 56 m 950 pies y una manga de 32 31 m 106 pies hasta el 26 de junio de 2016 cuando la apertura de esclusas mas grandes permitio el paso de buques Panamax nuevos mas grandes Para el Canal de Suez sin esclusas el factor limitante para los barcos Suezmax es generalmente el calado que esta limitado a 16 m 52 5 pies En el otro extremo de la escala los canales para botes de tina o compartimentados como el Canal Budese limitaron las embarcaciones a menos de 10 toneladas en gran parte de su eslora debido a la capacidad de sus planos inclinados o elevadores de embarcaciones La mayoria de los canales tienen un limite de altura impuesto por puentes o tuneles Vease tambien EditarCanal de navegacion Canal de riego Curva de un canal Ecuaciones de Saint Venant en 1D Formula de Manning Tuberia Regimen de flujoReferencias Editar Diccionario historico enciclopedico Vicenc Joaquin Bastus i Carrera 1828 Edwards 2002 p Frederick Augustus Porter Barnard Arnold Guyot 1883 Johnson s New Universal Cyclopaedia A J Johnson amp Company p 1660 Consultado el 15 June 2020 Finch Roy The Story of the New York State Canals pdf booklet p 11 Consultado el 15 June 2020 Finch Roy The Story of the New York State Canals pdf booklet p 11 Consultado el 15 June 2020 Bibliografia EditarHidraulica de los canales abiertos Ven Te Chow 1982 ISBN 968 13 1327 5 Burton Anthony 1995 The Great Days of the Canals Twickenham Tiger Books ISBN 978 1 85501 695 8 Calvert Roger 1963 Inland Waterways of Europe George Allen and Unwin Edwards May David 2008 European Waterways map and concise directory 3rd edition Euromapping Hadfield Charles 1986 World Canals Inland Navigation Past and Present David and Charles ISBN 978 0 7153 8555 5 Needham J 1971 Science and Civilisation in China C U P Cambridge Rodda J C 2004 The Basis of Civilization Water Science International Association of Hydrological Sciences Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una galeria multimedia sobre Canal Datos Q12284 Multimedia CanalsObtenido de https es wikipedia org w index php title Canal ingenieria amp oldid 137195698, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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