Una ecuación de la velocidad media del flujo en régimen no uniforme, su relación con el fenómeno de dispersión como función del tiempo y su aplicación a los estudios de calidad de agua

• Autores: Alfredo Constaín Aragón, Rodrigo Lemos Ruiz
• Localización: Ingeniería civil, ISSN 0213-8468, Nº 164, 2011, págs. 114-135
• Idioma: español
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• Resumen

  • Es muy bien conocida la ecuación básica de la hidráulica descubierta por el francés Antoine de Chezy en 1769, la cual relaciona de forma cuadrática la velocidad media del flujo con la pendiente de la línea de energía y el radio hidráulico, en régimen uniforme. Esta ecuación ha sido el eje central del desarrollo de la hidrometría como ciencia que enfrenta los enormes desafíos de penetrar en el conocimiento de los cauces cada vez más contaminados de la tierra. En virtud de esto, su propia estructura y la relación con otras relaciones matemáticas conexas han sido exhaustivamente examinadas pese a tener la limitación de valer solo para velocidad constante.

    A partir de consideraciones físico-químicas y no dinámicas como se hizo para obtener la relación de Chezy es posible establecer una segunda ecuación para la velocidad media del flujo- en un régimen no uniforme- que corresponda al movimiento promedio resultante de un soluto vertido en la corriente. Esta ecuación ira a relacionar de forma precisa diversos aspectos de la hidráulica y el transporte de masa, vistos como una sola entidad, permitiendo una herramienta vital para un estudio profundo de las contaminaciones hídricas. Para llegar a esta ecuación se revisan los fundamentos de la teoría de transporte de masa en flujos, proponiéndose una naturaleza dependiente del tiempo para el coeficiente que usualmente se usa como constante en la descripción de los fenómenos de dispersión, pudiéndose interpretar apropiadamente ciertas inconsistencias detectadas desde tiempo atrás en esta teoría. Se estudia detalladamente los resultados de aplicar esta nueva aproximación a un pequeño cauce y a un rio mayor en Colombia.