Evolucin de la Ingeniera Hidrulica

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILOFACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

Evolucin de la Ingeniera HidrulicaLa 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 las 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 construccin 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 Grecia 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.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 XV, se da un mejor alcance cientfico sobre lo que sera la Mecnica de Fluidos. Dentro de los grandes personajes tenemos: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 elabor el primer estudio sistemtico de los fundamentos de la Hidrosttica.TORRICELI. Un alumno de Galileo, enunci en 1643 la ley del flujo libre de lquidos a travs de orificios. Construy el barmetro para la medicin de la presin atmosfrica.BLAISE PASCAL (16231662). 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.Su principio se resume en: la presin ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.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 concepto 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). En 1738 en su "Hidrodinmica", formul la ley fundamental del movimiento de los fluidos que da la relacin entre presin, velocidad y cabeza de fluido.LEONHARD EULER (1707-1783). Desarrollo las ecuaciones diferenciales generales del flujo para los llamados fluidos ideales (no viscosos). Esto marco El principio 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 fundamentos de la teora de la flotacin.En dinmica de fluidos, las ecuaciones de Euler son las que describen el movimiento de un fluido compresible no viscoso. Su expresin corresponde a las ecuaciones de Navier-Stokes cuando las componentes disipativas son despreciables frente a las convectivas, esto nos lleva a las siguientes condiciones que se pueden deducir a travs del anlisis de magnitudes de las Navier-Stokes:

La ecuacin fundamental que describe el comportamiento de una turbomquina bajo la aproximacin de flujo unidimensional.

JOSEPH BRAMAH, En 1785, despus de 135 aos de la formulacin de la ley de Pascal, construy en Inglaterra la primera prensa hidrulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento 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.LUIS JERNIMO FARGUE. En 1795, formul el primer modelo fsico hidrulico sobre un tramo del Ro Garona. WILLIAM FROUDE. El arquitecto naval en1870, indic la importancia de tal relacin de la fuerza de inercia y de la fuerza de gravedad. En la actualidad sta relacin se denomina nmero de Froude, parmetro adimensional bsico en el anlisis de los modelos hidrulicos.REYNOLDS. En el ao 1885, 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.ENGELS. En 1891, fund el primer laboratorio hidrulico fue fundado en Dresden (Alemania) y despus de ste muchos otros aparecieron en casi todos los pases del mundo; hoy en da hay ms de un centenarInmediatamente siguieron sinnmero de aplicaciones 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 viscosidad. 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 resultantes que fueron utilizadas hasta hace poco tiempo.CHEZY, conocido internacionalmente por su contribucin a la hidrulica de los canales abiertos, es la primera frmula de friccin que se conoce. Fue presentada en 1769. La frmula permite obtener la velocidad media en la seccin de un canal y establece que:

DARCY, Su ecuacin permite el clculo de la prdida de carga debida a la friccin dentro una tubera llena. La ecuacin fue inicialmente una variante de la ecuacin de Prony, desarrollada por el francs Henry Darcy. En 1845 fue refinada por Weisbach, de Sajonia. Esta frmula permite la evaluacin apropiada del efecto de cada uno de los factores que inciden en la prdida de energa en una tubera:

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 expansin 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 ampliaron 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 sofisticados circuitos de la fludica.

BIBLIOGRAFA:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Frmula_de_Chzy&oldid=72888126

http://Evolucin de la Hidrulica/Historia de la Hidrulica/INGENIERIA CIVIL.htm

http://EvolucindelaHidrulica/Historia de la hidrulica.htm

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