MECNICA DE FLUIDOS INGENIERA HIDRULICA EN EL MUNDO

La hidrulica es la rama de la fsica que estudia el comportamiento de

los fluidos en funcin de sus propiedades especficas. Es decir, estudia las

propiedades mecnicas de los lquidos dependiendo de las fuerzas a que

pueden ser sometidos. Todo esto depen de de las fuerzas que se interponen

con la masa y a las condiciones a que est sometido el fluido, relacionadas

con la viscosidad de este .

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

TEMA:

INGENIERA HIDRULICA EN EL PER

ASIGNATURA:

MECNICA DE FLUIDOS

CICLO:

V

INTEGRANTES:

CALDERN ALAYO, Jhordy Eduardo

DOCENTE:

ING. NARVAEZ ARANDA, Ricardo

HORARIO:

SABADO 8:50 1:20 pm | NRC: 545 - 546

TRUJILLO PER

2015 20

INTRODUCCIN

La ingeniera Hidrulica es tan antigua como la civilizacin misma. Esto

es evidente si se piensa en la lucha del hombre por la supervivencia, que lo

oblig a aprender a utilizar y controlar el agua. Por esto, las civilizaciones

antiguas se desarrollaron en l as proximidades de los grandes ros y basaron

su economa en la agricultura. Paulatinamente fueron utilizando el riego en

sus formas primitivas.

Del ao 4000 al 2000 A. C. los egipcios y los fenicios ya tenan

experiencias en problemas de agua, en la const ruccin de sus barcos y sus

puertos. En ese tiempo, China, India, Pakistn, Egipto y Mesopotamia

iniciaron el desarrollo de los sistemas de riego. Los chinos tambin

experimentaron en la proteccin contra inundaciones, Despus del alto 500

A. C. en la Grec ia antigua se construyeron acueductos y se empezaron a

desarrollar frmulas para dichos sistemas; fue ste uno de los primeros

intentos para la elaboracin de un modelo matemtico. Despus,

bsicamente s lo se conoce la invencin del molino de viento utili zado para

extraer aguas subterrneas. Ya en el siglo XVI se desarrollaron los principios

de la hidrulica con cientficos como Keppler y Torricelli, - alrededor del ao

1800 Newton, Bernouilli y Euler perfeccionaron dichas teoras.

El primer modelo fsico h idrulico fue construido en el ao 1795 por el

ingeniero Lus Jernimo Fargue sobre un tramo del Ro Garona. En el ao

1885, Reynolds construy un modelo del ro Merssey, cerca de Liverpool. l

anot que la relacin existente entre la fuerza de la inercia y la fuerza de

friccin interna era de gran importancia para el diseo de los modelos

hidrulicos. Hoy en da, esta relacin se denomina nmero de Reynolds,

parmetro adimensional muy significativo en los modelos hidrulicos

actuales.

INGENIERA HIDRULICA EN EL MUNDO

Desde la creacin el hombre ha estado empeado en multiplicar su

fuerza fsica. Inicialmente se asoci con otros para aplicar cada uno su

fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido

invent la rueda y otros l a palanca y la cua. Con estos medios mecnicos

se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se

combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecnicos muy

diversos, que fueron utilizados en la construccin de los pueblos, en l as

guerras y en la preparacin de la tierra.

Tambin el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos

mecnicos, empez desde muy temprano la experimentacin de la

utilizacin de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento.

Inicialment e se movilizo en los lagos y ros utilizando los troncos de madera

que flotaban. Ms adelante la navegacin se hizo a ver la aprovechando

la fuerza de los vientos.

La rueda hidrulica y el molino de viento Son prembulos de mucho

inters para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron

al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energa

y le ensearon en forma emprica los rudimentos de la Hidromecnica y sus

propiedades.

En la segunda mitad del siglo X V, LEONARDO DA VINCI en su escrito

sobre flujo de agua y estructuras para ros, estableci sus experiencias y

observaciones en la construccin de instalaciones hidrulicas ejecutadas

principalmente en Miln y Florencia.

GALILEO en 1612 elaboro el primer estudio sistemtico de los

fundamentos de la Hidrosttica.

Un alumno de Galileo, TORRICELI, enunci en 1643 la ley del flujo libre

de lquidos a travs de orificios. Construyo El barmetro para la medicin de

la presin atmosfrica.

BLAISE PASCAL, aunque vivi nicamente hasta la edad de 39 aos,

fue uno de los grandes cientficos y matemticos del siglo XVII. Fue

responsable de muchos descubrimientos importantes, pero en relacin con

la mecnica de fluidos son notables los siguientes:

La formulacin en 1650 de la ley de la distribucin de la presin en un

lquido contenido en un recipiente. Se conoce esta, como ley de

Pascal.

La comprobacin de que la potencia del vaco se debe al peso de la

atmsfera y no a un "horror natural" como se c rey por ms de 2000

aos antes de su poca.

A ISAAC NEWTON, adems de muchas contribuciones a la ciencia y a

las matemticas, se le debe en Mecnica de Fluidos:

El primer enunciado de la ley de friccin en un fluido en movimiento.

La introduccin del conc epto de viscosidad en un fluido.

Los fundamentos de la teora de la similaridad hidrodinmica.

Estos, sin embargo, fueron trabajados aislados de los cuales resultaron

leyes y soluciones a problemas no conexos. Hasta la mitad del siglo XVIII no

exista aun una ciencia integrada sobre El comportamiento de los fluidos.

Los fundamentos tericos de la Mecnica de Fluidos como una

ciencia se deben a Daniel Bernoulli y a Leonhard Euler en el siglo XVIII.

DANIEL BERNOULLI, 1700-1782, perteneci a una famosa familia suiza

en la cual hubo once sabios celebres, la mayora de ellos matemticos o

mecnicos. Gran parte de su trabajo se realiz en San Peterburgo, como

miembro d e la academia rusa de ciencias.

En 1738 en su "Hidrodinmica", formulo la ley fundamental del

movimiento de los fluidos que da la relacin entre presin, velocidad y

cabeza de fluido.

LEONHARD EULER, 1707-1783, tambin suizo, desarrollo las ecuaciones

diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no

viscosos).

Esto marco El p rincipio de los mtodos tericos de anlisis en la

Mecnica de Fluidos. A Euler se le debe tambin la ecuacin general del

trabajo para todas las maquinas hidrulicas rotodinamicas (turbinas,

bombas centrifugas, ventiladores, etc.), adems de los fundament os de la

teora de la flotacin.

En 1985, despus de 135 aos de la formulacin de la ley de Pascal,

JOSEPH BRAMAH, construyo en Inglaterra la primera prensa hidrulica. Esta

primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El

acciona miento se realizaba por medio de una bomba manual y no

superaba los 10 bares de presin. Sin embargo, la fuerza desarrollada por

ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo tcnico e industrial

de entonces.

Inmediatamente siguieron sin nmero de ap licaciones y como era de

esperarse , se abri un mercado para el mismo sin precedentes y que

superaba las disponibilidades tanto tcnicas como financieras de su tiempo.

El segundo periodo, que comprende los ltimos aos del siglo XVIII y

la mayora del XIX , se caracteriz por la acumulacin de datos

experimentales y por la determinacin de factores de correccin para la

ecuacin de Bernoulli . Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que

no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la visco sidad.

Cabe destacar los nombres de experimentalistas notables como ANTOINE

CHEZY, HENRI DARCY, JEAN POISEUILLE en Francia; JULIUS WEISBACH Y G.

HAGEN en Alemania. De importancia especial fueron los experimentos de

Weisbach y las frmulas empricas resulta ntes que fueron utilizadas hasta

hace poco tiempo.

Entre los tericos de la Mecnica de Fluidos de este perodo, estn

LAGRANGE, HELMHOLTZ Y SAINT VENANT.

En los aos posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra

instalaron centrales de suministros de energa hidrulica, la cual era

distribuida a grandes distancias por tuberas hasta las fbricas donde

accionaban molinos, prensas, laminadores y gras.

Todava funcionan en algunas ciudades europeas las redes de

distribucin de energa hidrulica. En Londres, por ejemplo, esta aun en

servicio la empresa " The London Hydraulic Power Co.", con capacidad

instalada de 700 HP y 180 millas de tubera de distribucin. En la misma

ciudad, el famoso Puente de la Torre, es accionado hidrulicamente, as

como el ascensor principal en el edificio de la institucin de los Ingenieros

Mecnicos.

En el periodo siguiente, al final del siglo XIX y principios del XX , se tom

en cuenta la viscosidad y la teora de la similaridad. Se avanz con mayor

rapidez por la expansi n tecnolgica y las fuerzas productivas. A este

perodo estn asociados los nombres de GEORGE STOKES y de OSBORNE

REYNOLDS, 1819-1903 y 1942-1912, respectivamente.

En la Hidrulica contempornea se deben mencionar a: LUIDWIG

PRANDTL, THEODOR VON KARMAN Y JOHAN NIKURADSE. Los dos primeros por

sus trabajos en Aerodinmica y Mecnica de Fluidos que sirvieron para

dilucidar la teora del flujo turbulento; el ltimo sobre flujo en tuberas.

En 1906 la Marina de los EE.UU. bot El U.S.Virginia, primer barco con

sistemas hidrulicos para controlar su velocidad y para orientar sus caones.

En 1930 se empezaron a construir las bombas de paletas de alta

presin y se introdujeron los sellos de caucho sinttico. Diez aos despus los

servomecanismos electrohidrulicos a mpliaron el campo de aplicacin de

la oleohidrulica (rama de la hidrulica que utiliza aceite mineral como

fluido). Desde los aos sesenta el esfuerzo investigativo de la industria y las

entidades de formacin profesional ha conducido hasta los sofisticad os

circuitos de la fludica.

PERSONAJES QUE INFLUYERON EN LA HIDRULICA

LEONHARD EULER

Leonhard Paul Euler, fue un matemtico

y fsico suizo. Se trata del principal

matemtico de los siglos XVII y uno de

los ms grandes y prolficos de todos los

tiempos. Aporto mucho en el anlisis de

la Mecnica de Fluidos. A Euler se le

debe tambin la ecuacin general del

trabajo para todas las maquinas

hidrulicas rotodinamicas (turbinas,

bombas centrifugas, ventiladores, etc.)

DANIEL BERNOULLI

Daniel Bernou lli fue un matemtico, estadstico,

fsico y mdico holands -suizo. Destac no slo

en matemtica pura, sino tambin en las

llamadas aplicadas, principalmente estadstica

y probabilidad . En 1738 en su "Hidrodinmica",

formulo la ley fundamental del movimie nto de

los fluidos que da la relacin entre presin,

velocidad y cabeza de fluido .

OSBORNE REYNOLDS

Osborne Reynolds, fue un ingeniero y fsico

irlands que realiz importantes

contribuciones en los campos de la

hidrodinmica y la dinmica de fluidos,

siendo la ms notable la introduccin del

Nmero de Reynolds en 1883. Al final del

siglo XIX y principios del XX, se tom en

cuenta la viscosidad y la teora de la

similaridad .

ISAAC NEWTON

Isaac Newton fue un fsico, filsofo,

telogo, inventor, alquimista y

matemtico ingls. Es autor de los

Philosophi naturalis principia

mathematica, ms conocidos

como los Principia, donde describe

la ley de la gravitacin universal.

A ISAAC NEWTON, adems de

muchas contribuciones a la ciencia

y a las matemti cas, se le debe en

Mecnica de Fluidos:

El primer enunciado de la ley de

friccin en un fluido en movimiento.

La introduccin del concepto de

viscosidad en un fluido.

Los fundamentos de la teora de

la similaridad hidrodinmica.

BLAISE PASCAL

Fue uno de los grandes cientficos y

matemticos del siglo XVII. Fue

responsable de muchos

descubrimientos importantes, pero

en relacin con la mecnica de

fluidos son notables los siguientes:

La formulacin en 1650 de la ley

de la distribucin de la presin

en un lquido contenido en un

recipiente. Se conoce esta,

como ley de Pascal.

La comprobacin de que la

potencia del vaco se debe al

peso de la atmsfera y no a un

"horror natural" como se crey

por ms de 2000 aos antes de

su poca .

LAS 5 CENTRALES HIDROELCTRICAS MS GRANDES DEL MUNDO

Las centrales hidroelctricas generan energa elctrica aprovechando la

energa potencial gravitatoria que se obtiene de la cada de una masa de

agua a travs de un desnivel geodsico. Sus orgenes se remontan a los

molinos que eran colocados en las corrientes de los ros para aprovechar

el movimiento del agua.

Las centrales nucleares abastecen de energa elctrica a miles de millones

de hogares en todo el mundo, pero no son las nicas encargadas de esta

labor, pues tambin las g randes centrales hidroelctricas se encargan de

la generacin de una gran cantidad de electricidad. Aqu la lista de las 5

ms grandes.

1. PRESA DE LAS TRES GARGANTAS

Pas: China

Ro sobre el que se ubica: Yangts

Propietario: China Yangtze Power, subsidi ara de China Three Gorges

Corporation

Fecha de inicio: 14 de diciembre de 1994

Ao de terminacin: 2011

Capacidad total: 22,500 MW

Produccin anual mxima: 80.8 GWh

rea inundada: 1,045 km

2. REPRESA DE ITAIP

Pas: Brasil y Paraguay

Ro sobre el que se ubica: Paran

Propietario: Itaipu Binacional

Fecha de inicio: Enero de 1970

Ao de terminacin: 1984, 1991 y 2003

Capacidad total: 14,000 MW

Produccin anual mxima: 94.7 GWh

rea inundada: 1,350 km

3. PRESA DE GURI (CENTRAL HIDROELCTRICA SIMN BOLVAR)

Pas: Venezuela

Ro sobre el que se ubica: Caroni

Propietario: CVG Electrification del Caroni CA

Fecha de inicio: 1963

Ao de terminacin: 1986

Capacidad total: 10,200 MW

Produccin anual mxima: 46 GWh

rea inundada: 4,250 km

4. PRESA DE TUCURU

Pas: Brasil

Ro sobre el que se ubica: Tocantins

Propietario: Dato no disponible

Fecha de inicio: 1975

Ao de terminacin: 1984

Capacidad total: 8,370 MW

Produccin anual mxima: 41 GWh

rea inundada: 3,014 km

5. PRESA GRAND COULEE

Pas: Estados Unidos

Ro sobre el que se ubica: Columbia

Propietario: Dato no disponible

Fecha de inicio: 16 de julio de 1933

Ao de terminacin: 1942, 1980

Capacidad total: 6,809 MW

Produccin anual mxima: 20 GWh

rea inundada: 324 km

ANEXOS (LINEA DE TIEMPO)

LINEA DE TIEMPO DE LA INGENIERA HIDRULICA