hostoria de la hidraulica.docx

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Euler, Bernoulli, Reynolds, Saint Venant, Newton, Pascal... Desde la creación el hombre ha estado empeñado en multiplicar su fuerza física. Inicialmente se asocio con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido inventó la rueda y otros la palanca y la cuña. Con estos medios mecánicos se facilitaron enormemente las labores. Pronto estos elementos se combinaron y evolucionaron hasta convertirse en ingenios mecánicos muy diversos, que fueron utilizados en la construcción de los pueblos, en las guerras y en la preparación de la tierra. También el hombre al lado del desarrollo de los dispositivos mecánicos, empezó desde muy temprano la experimentación de la utilización de recursos naturales tan abundantes como el agua y el viento. Inicialmente se movilizo en los lagos y ríos utilizando los troncos de madera que flotaban. Mas adelante la navegación se hizo a ve la aprovechando la fuerza de los vientos. La rueda hidráulica y el molino de viento Son preámbulos de mucho interés para la historia de los sistemas con potencia fluida, pues familiarizaron al hombre con las posibilidades d los fluidos para generar y transmitir energía y le enseñaron en forma empírica los rudimentos de la Hidromecánica y sus propiedades.

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aquí podemos ver la hidráulica donde aplicamos viscosidad para un buen empleo en la construcciones de ingeniería civil

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Euler, Bernoulli, Reynolds,Saint Venant, Newton, Pascal...Desde la creacin el hombre haestado empeado en multiplicar su fuerza fsica. Inicialmente se asocio con otros para aplicar cada uno su fuerza individual a un solo objeto. Posteriormente un ilustre desconocido invent la rueda y otros la 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 las 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. Inicialmente se movilizo en los lagos y ros utilizando los troncos de madera que flotaban. Mas adelante la navegacin se hizo a vela 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.La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. CTESIBIUS en el siglo II A.C., la convirti en una bomba de doble efecto. En la segunda mitad del siglo XV, 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 liquido 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 mas 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:Elprimer 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 cienciase 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 realizo en San Peterburgo, como miembro de 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 principio de los mtodos tericos de anlisis en la Mecnica de Fluidos. A Euler se le debe tambin la ecuacingeneral del trabajo para todas las maquinas hidrulicas rotodinamicas (turbinas, bombas centrifugas, ventiladores, etc.), adems de los fundamentos de la teora de la flotacin.En 1985, despus de 135 aos dela 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 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.Inmediatamentesiguieronsin numero de aplicaciones y como eradeesperarse, 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 porla 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. 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 fabricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y gras.Todavafuncionan 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 similar dad. 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 teoradel 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 campode aplicacin de laoleohidrulica (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.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 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. Despus, bsicamente s lo se conoce la invencin del molino de viento utilizado 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 hidrulico 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 d e 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.

El arquitecto naval William Froude, en 1870, 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. El primer laboratorio hidrulico fue fundado en Dresden (Alemania), en 1891, por el Profesor Engels, y despus de ste muchos otros aparecieron en casi todos los pases del mundo; hoy en da hay ms de un centenar.Presa de Almacenamiento

CanalesSistemas Hidrulicos Pre Incas eIncasEn las ltimas dos dcadas el mundo viene luchando contra el cambio climtico. Algunos atribuyen su aceleracin a la accin del hombre y otros a una accin normal de la naturaleza. Como sea, es evidente que vivimos un aumento de temperaturas que nos afecta. Por la cadena de los andes y sus glaciares se dice que el Per ser uno de los ms perjudicados por el fenmeno. El pas concentra cerca del 70% de los glaciares del mundo, esta caracterstica hace que seamos uno de los pases ms vulnerables. Se habla de adecuacin al cambio climtico, algo que nuestros antepasados ya realizaban de forma espectacular. Si elaboramos una lnea del tiempo (Figura 1) y colocamos en l nuestro relativo corto pasado, y lo hacemos coincidir con la lnea de los procesos climticos en la Tierra, es probable que nuestros antepasados hayan lidiado con una naturaleza hostil que obedeca a un cambio climtico quizs menos evidente que el que experimentamos ahora; con menos argumentos cientficos y tcnicos, pero con una gran fortaleza que ahora no tenemos: la visin mstica de los astros, la veneracin a los recursos agua y tierra y, sobre todo, el respeto a la naturaleza que se evidencia en la manera como gestionaban la cuenca. Hablar de las prcticas de siembra de agua que realizaban nuestros antepasados tiene que relacionarse con la visin de cuenca que ellos tenan en la prctica.1.Laspartes altas de las cuencas estaban completamente forestadaso con presencia de cobertura vegetal, tal como se evidencia en algunos lugares (Distrito de Huachos Castovirreyna en Huancavelica) con la presencia de bosques completos de quinuales o queua (Polylepis racemosa, P. incana), solo por mencionar una, adems de una gama amplia de especies nativas adaptadas a nuestro medio que ahora simplemente se han desaparecido.2.A lo largo de los andes podemos apreciar una serie derepresasque por su ubicacin denominamos alto andinas, de mediana capacidad, cuya funcin era almacenar las aguas de las lluvias. Podemos apreciar capacidades desde unos cientos de miles de metros cbicos hasta cerca del milln de metros cbicos; nunca posicionadas en los cauces de los ros, como ahora que vemos represas de gran capacidad en el eje del ro (Gallito Ciego) que, por el proceso propio de erosin de la cuenca, estn colmatndose y trabajan con una capacidad de cerca del 50%.

3. Observatorios solares,los cuales sin ser una obra hidrulica tenan una espectacular aplicacin en el control climtico para beneficio de sus cultivos, registro de los principales eventos de la comunidad, cambios de estacin, registro de nacimientos, entre otros usos. Una muestra es Chankillo Casma, en Ancash, ubicada estratgicamente en las zonas menos vulnerables y de mayor visibilidad del valle.

4.La ubicacin de los principalesasentamientoshumanosestuvieron siempreen las partes altas, lejos de la fuerza devastadora de los ros o quebradas, que tantas vidas o prdidas econmicas generan actualmente.

5. Segn Luis Masson Meiss, estudioso de lossistemas de andenera, en el Per existe aproximadamente un milln de hectreas en andenes. De ellos solo se explotan efectivamente un 25%. Llama la atencin que no se cuente con un inventario actualizado y confiable de esta portentosa obra de ingeniera legada por los incas. Constituyen un patrimonio cultural sub utilizado en zonas donde prevalece la pobreza extrema por contradiccin. Ejemplo de ello son los andenes de Andamarca en Lucanas, Ayacucho.

6.Los sistemas de amunas,de mayor presencia en la serrana de Lima, son una prctica ancestral de recarga de acufero, que ahora se muestra como novedosa, pero que los pre incas limeos hicieron con excelentes resultados; como hasta ahora lo practican los pobladores de Tupicocha en Huarochiri, Lima. Este es el mejor ejemplo de la llamada siembra del agua. Consista en un ritual que implicaba: asambleas, limpieza de acequias y, sobre todo, veneracin al agua. Antes del inicio de la limpieza de las acequias amunadoras se realizaba el pago a la tierra (apu) y al agua (yaku).El sistema funcionaba con zanjas abiertas que siguen las curvas de nivel de las punas, lo que permita conducir el agua de lluvia hasta un lugar llamado cochas, abiertas para recibir el agua y que luego se filtrara en la montaa para surgir, aguas abajo, como puquios meses despus; exactamente cuando no hay lluvias y el estiaje es ms marcado en la cuenca, de esa manera realizaron agricultura mantuvieron al pueblo provisto de alimentos.

7. Los puquios, ojos de agua, (ahui yaku) se favorecan por la siembra del agua que realizaban nuestros antepasados en las partes altas de las cuencas. En muchos lugares donde existen estos puquios hay un descuido y deterioro de estas importantes fuentes de agua: botaderos de basura, eliminacin de especies forestales que atraen la presencia del agua, siembra de especies forneas (eucalipto) que, segn los entendidos, funcionan como bombas consumidoras de agua.8.Son innumerables los vestigios de obras descomunales como loscanales de riegoque, muchas veces, cruzan los andes llevando las aguas de una cuenca hacia otra (trasvases), con mejores posibilidades o potencial agronmico: suelo, clima, adaptacin de especies, entre otros aspectos.Un ejemplo vivo es el Sistema de Riego Huirucatac, en la parte alta de la cuenca del ro Nepea, en Huaylas (Ancash), donde mediante un sistema de lagunas interconectadas (Cooc Ranra, Capado Cocha, Tocanca, entre otras), unidas por el canal Huirucatac de ms de 100 km, se llevan las aguas desde la cuenca del ro Nepea hacia la cuenca del Ro Santa Lacramarca. Este es emblemtico, por lo que representa unir los andes con la costa mediante venas de ros que llevan vida a zonas desiertas. Este sistema est an por redescubrirse y mostrar al mundo su portento y, por tanto, poner de manifiesto, una vez ms, el ingenio de nuestros antepasados hidrulicos.9.Las riberas de los ros cubiertas con especies forestales, es decir, una defensa riberea efectiva y prctica que ahora hemos olvidado. Basta con escuchar los comentarios de los lugareos de mayor edad de las comisiones de regantes, donde hemos realizado trabajos, quienes cuentan que antes los ros estaban encaonados o confinados, era prcticamente imposible pasar de una ribera a otra, salvo por lugares especialmente identificados.Ahora las riberas estn deforestadas y el flujo del agua del ro corre libremente, causando en los meses de lluvias desbordes que ocasionan la prdida de suelos, cultivos, vidas y el perjuicio econmico que esto representa. 10. Los waru waruo camellones, son prcticas ancestrales de uso comn en el altiplano, en reas inundables o inundadas, que consisten en jalar tierra formando una plataforma o cama rodeada de agua, donde se realiza la siembra. Esta agua alrededor del waru waru crea un microclima que mitiga el efecto de las heladas, permitiendo el desarrollo de los cultivos.