Modelación del factor hidráulico de sección para diseñar canales regulares

Abstract

Los canales representan sistemas hidráulicos fundamentales que impactan en la factibilidad técnica y económica del proyecto. El diseño hidráulico involucra dos variables, pero, se dispone de una ecuación. La bibliografía actual, resuelve el problema mediante tablas, gráficos, ecuaciones explícitas de relativa aplicación, procesos iterativos y softwares. Estas soluciones están limitadas a ciertos canales, paquetes computacionales y por aproximaciones. La investigación aborda la problemática, desarrollando modelos explícitos, operativos y flexibles, que estiman un factor hidráulico de la sección para diseñar la estructura. El trabajo se desarrolló en el Laboratorio de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad Laica VICENTE ROCAFUERTE de Guayaquil, manejándose y validando más de 500 registros analíticos y experimentales. Los modelos se estimaron normalizando la ecuación de resistencia al flujo de Manning para hallar la función transformada de sección, la cual se correlacionó con parámetros geométricos adimensionales y calcular el factor hidráulico de sección K. Este factor K se relacionó con los parámetros de diseño del proyecto para determinar el tirante, ancho o talud y diseñar el canal. El tirante Y modelo calculado con los modelos de factor K, se evaluaron con el tirante Y teórico determinado de Manning y con el Y laboratorio estimado por experimentación, obteniendo niveles de confianza que exceden el 98% que validan los modelos desarrollados. Los modelos del factor K y tirante Y modelo son explícitos, operativos y confiables, siendo desarrollados y validados analítica y experimental que aporta científicamente a las ciencias hidráulicas y optimizan técnica y económicamente los diseños de canales.