Hidráulica Play: Tipos de flujo en canales

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Solución de la ecuación de Colebrook-White, con métodos numéricos.

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En 1845, Darcy-Weisbach dedujeron experimentalmente una ecuación para calcular las pérdidas por cortante (“Fricción”), en un tubo con flujo permanente y diámetro constante (Ver Ec. 1), en la ecuación propuesta todos los datos eran conocidos excepto uno al que se le llamó factor de pérdidas ( f ). $$hf=f\frac { L }{ D } \frac { { V }^{ 2 } }{ 2g } $$ Dónde:  hf: pérdidas por cortante o  fricción (m);  f: factor de pérdidas por cortante o por  fricción (adimensional);  g: aceleración de la gravedad (m2/s); D : diámetro del tubo (m);  L: longitud del tubo (m) y  V: velocidad media en el tubo (m/s). Muchos son los investigadores que comenzaron a estudiar el fenómeno para poder encontrar una expresión que permitiera calcular la famosa f, entre ellos se encuentran Colebrook-White: ·          En la región laminar Poiseuille propuso en 1846 la siguiente ecuación: $$f=\frac { 64 }{ Re } $$ · ...
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Pérdidas de carga localizadas o en accesorios

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En tuberías ocurren pérdidas de energía provocada por obstrucciones, cambios locales de la sección o cambios abruptos de dirección en la trayectoria del flujo. En los sistemas de riego estas obstrucciones pueden ser accesorios propios de la red, como: filtros, válvulas, medidores, tees, codos, accesorios de cruceros o cualquier obstrucción que encuentre el agua que le impida seguir circulando en línea recta. Las pérdidas de carga por fricción en accesorio ocurren en tramos cortos, e hidráulicamente se consideran que ocurren en un punto y usualmente son conocidas como pérdidas de carga localizadas, locales o pérdidas menores. Para estas pérdidas de carga  localizadas existen pocos resultados de validez, debido principalmente a que el carácter del flujo de los accesorios es bastante complicado y la forma para determinar el valor de las pérdidas es experimental. La magnitud de la pérdida de carga local se expresa como una fracción de la carga de velocidad, inmediatament...
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¿Cuál fórmula seleccionó para el cálculo de la pérdida de carga por fricción en tuberías?

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La circulación del flujo en las tuberías no podría entenderse sin las pérdidas de carga Los sistemas de riego contienen tuberías y accesorios , cada uno de los cuales causa pérdida de carga en el sistema. Existen diferentes fórmulas para expresar las pérdidas de carga en tuberías, desde los primeros experimentos conocidos, realizados por Couplet en 1732, hasta los resultados publicados por Darcy en 1857, que fue el primero en tener en cuenta la influencia que ejerce el estado de las paredes interiores de la tubería en la cuantificación de las pérdidas de carga (Pérez Franco, 2002).  A partir de este conocimiento fundamental numerosos investigadores propusieron fórmulas para expresar las pérdidas de carga por fricción en las tuberías. Actualmente, de las más usadas comúnmente en la práctica (en el diseño de sistemas de riego) son: Manning (1), Hazen-Williams (2), Scobey (3) y Darcy-Weisbach (4).  La expresión (4) no fue conocida por Darcy, esta expresión apareci...
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Pérdida de carga por fricción en "Tuberías con salidas múltiples"

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1. Introducción  Se considera una tubería con salidas múltiples (TSM, Figura 1) cuando esta tiene salidas igualmente espaciadas y además en cada una de ellas se requiere extraer el mismo caudal ( Martínez, 1991 ). Cabe aclarar que este tipo de tuberías puede conformarse de un solo diámetro o de más . Figura 1 . Tubería con salidas múltiples    Este tipo de tuberías es muy común encontrarlo en los sistemas de riego presurizados (manguera con goteros, línea con aspersores o cañones, sideroll, etc.) o en las de baja presión como las tuberías con compuertas, por tanto, es importante saber cómo estimar su pérdida de carga por fricción para poder diseñar estos tipos de tuberías (longitud y/o diámetro) para que funcionen con alta eficiencia. En este sentido, en esta entada del blog vamos a aprender a como estimar la pérdida de carga por fricción en tuberías con salidas múltiples así como los tipos de fórmulas que existen y posibles herramientas.     2. Pérdida de...
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Combinación RGB con bandas del satélite Landsat 5, 7 y 8

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1. Características del Landsat. 1.1. LandSat 5 Las imágenes Landsat 5 Thematic Mapper (TM) consisten en siete bandas espectrales con una resolución espacial de 30 metros para las Bandas 1 a 5 y 7. La resolución espacial para la Banda 6 (infrarrojo térmico) es de 120 metros, pero se vuelve a muestrear a 30 metros/píxel. El tamaño aproximado de la escena es de 170 km de norte a sur por 183 km de este a oeste. Cuadro 1. Características De Las Bandas Landsat 5 Thematic Mapper (TM). Landsat 4-5 Rango Espectral ( µm ) Resolución (metros) Band 1 0.45-0.52 30 Band 2 0.52-0.60 30 Band 3 0.63-0.69 30 Band 4 0.76-0.90 30 Band 5 1.55-1.75 30 Band 6 10.40-12.50 120 (30) Band 7 2.08-2.35 30 1.2. LandSat 7 Las características más importantes del satélite Landsat 7 ( L7 ) son: Figura 1. - Sensor del satélite LANDSAT 7 ETM+ Resolución Espectral y radiométrica: El satélite Landsat 7 cuenta con 8 bandas, el cual uno es pancromática y 6 multiespectrales y una termal (Banda 6), ...
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Títulos de concesión de agua: ¿Qué son? y sus características

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¿Que es una concesión  de agua? Es un documento que otorga derechos a personas, físicas o morales para usar, explotar y aprovechar aguas nacionales y bienes inherentes.  Los usos para los que se Otorga son: Agrícola Domestico Publico urbano Industrial Servicios Múltiples En una Portada del titulo de concesión se muestra: Numero del titulo Nombre que sustenta el titulo de concesión Dirección del que sustenta el titulo Volumen concesionado Vigencia del titulo Las Leyes Principales que rigen las concesiones de Agua son: Constitución política de los estados unidos mexicanos artículo 27 : Establece que las aguas y mares territoriales son propiedad de la nación.  Las aguas nacionales a las que se refiere la constitución política son: i)  Aguas superficiales : Se refieren a Ríos, Arroyos, Presas, Lagos, Manantiales. ii)  Aguas subterráneas:   Se refieren a Pozos, Cenotes, Norias, Galerías Filtran...
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Programas y herramientas para diseñar sistemas de riego presurizados

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Introducción  El diseño hidráulico de sistemas de riego presurizado implica el cálculo de fórmulas y parámetros predefinidos, cuando se realiza manualmente existe el riesgo de cometer errores y afectar el resultado final, es por ello que se vuelve necesario el uso de  programas o softwares . Además, los programas permiten llevar a cabo un proyecto en un menor tiempo posible. " Al utilizar algún programa, el usuario debe contar con los conocimientos básicos de ingeniería, ya que las herramientas son un buen auxiliar en los cálculos pero que no pueden substituir el conocimiento y experiencia del usuario " El diseño de los sistemas de riego, usando algún programa de computo, se puede dividir  en tres etapas: Entrada:  Diseño agronomico, topografía (curvas de nivel), trazo y seccionamiento, datos de los materiales de diseño (e.g. características y costos de tuberías y emisores, potencia de equipo de bombeo, entre otros). Proceso:  Diseño de linea lateral, dise...
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Descargar datos del sistema NASA-POWER para estimar Evapotranspiración de Referencia

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Introducción  En una entrada anterior habíamos hablado de como descargar datos de reanálisis desde Google Earth Engine (GEE) con el fin de calcular la evapotranspiración de referencia (ET 0 ) de cualquier sitio, en este sentido, cabe destacar que no todos los datos de reanálisis están disponibles en GEE, uno de ello es el sistema NASA-POWER (NP). De las distintas bases de datos climáticas disponibles, el sistema NASA─POWER (NP) es una de las más usadas para estimar la ET 0  debido a que es actualizada frecuentemente (retraso de un día) y a su disponibilidad de datos en “tiempo casi real” además de que se pueden acceder a los datos en forma automática a través de una aplicación computacional (API) del sistema que facilita su consulta, usando aplicaciones móviles o a través de un aplicación web. Por ejemplo, EVAPO ( Maldonado, Valeriano & de Souza Rolim, 2019 ) es una aplicación móvil que permite calcular la ET 0  usando los datos del sistema NP.  El sistema NP se...
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Consideraciones para el diseño hidráulico de canales

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El diseño de un canal se plantea teniendo como datos: Geometría El  gasto máximo  que debe conducir, La  rugosidad  de sus fronteras y La  pendiente  disponible de acuerdo con la topografía del terreno en que se va a construir.  El diseño de un canal comprende su revestimiento y la determinación de las características hidráulicas como la velocidad y el tirante que permiten establecer el régimen del flujo de agua en el canal. En el diseño se deben tener en cuenta ciertos factores, tales como:  tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad , velocidad máxima y mínima permitida , pendiente del canal y taludes , etc. Según Sotelo Ávila, 2002, los principales consideración a tomar en cuenta para el diseño de canales abiertos son: La resistencia al flujo no es la única consideración importante en el diseño y, por ello, la sección hidráulica óptima no siempre representa la mejor solución, sobre todo, económi...
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Tipos de bombas usados en sistemas de riego

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El sistema de bombeo está compuesto por el cárcamo y el equipo de bombeo. El cárcamo es un depósito enterrado, donde se instala el equipo de bombeo para extraer el agua que viene del abastecimiento superficial. El equipo de bombeo consiste de una bomba y su motor.  En sistemas de riego, se emplean principalmente bombas centrifugas: de eje horizontal, las de eje vertical, conocidas como bomba turbina vertical; y las sumergibles. Bomba centrífuga horizontal La bomba centrífuga de eje horizontal se conoce simplemente como “bomba centrífuga horizontal”. Existen dos tipos de bombas centrifugas horizontales: de un solo paso, provistas de un solo “impulsor” y bombas de paso múltiple, provistas de varios impulsores.  Es necesario cebar la tubería de succión antes de operarla; se emplea en cárcamos con carga estática en la succión pequeña.  La mayoría de estas bombas desarrollan una eficiencia mecánica que varía de 40 a 70 %.   Ni la bomba ni el motor se pu...
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