¿Qué régimen tengo en un canal o río : Subcrítico, Crítico o Supercrítico.?

¿Quien define el régimen de un flujo en un canal?
El régimen de un flujo de encuentra definido por la expresión del número de Froude. El número de Froude se define como la relación de las fuerzas de inercia entre las de gravedad que actúan en un fluido o dicho de otra forma, es el cociente entre la velocidad media y la celeridad relativa de la onda dinámica. 

Donde:
Fr es el número de Froude; V es la velocidad media del flujo; Dh es el tirante y g es la aceleración de la gravedad.

  • Fr=1, indica que las fuerzas viscosas que actúan en un fluido son iguales a las fuerzas de gravedad y el flujo se denomina crítico.
  • Fr<1 nos indica que las fuerzas viscosas son menores que las gravitacionales y se denomina flujo subcrítico; esto ocurre cuando las velocidades son pequeñas.
  • F>1 nos indica que las fuerzas viscosas son mayores  que las gravitacionales y se denomina flujo supercrítico; esto ocurre cuando las velocidades son grandes.
De la definición que se dio al inicio del número de Froude, se dijo algo importante "Celeridad de la onda dinámica", pero, ¿Qué significa esto?.  Básicamente es la forma como se propaga una onda en el fluido, de ello podemos decir que:

  • Fr=1, Una onda en un fluido no se propaga porque las fuerzas viscosas son iguales a las fuerzas de gravedad.
  • Fr<1, Indica que la velocidad del flujo es menor que la celeridad de la onda, entonces sí se produce una onda en un flujo dicha onda se transmite hacia todas direcciones o bien hacias aguas abajo y aguas arriba; es por esta razon que en un sofware Si simulamos en régimen subcrítico debemos definir sólo condición de contorno aguas abajo.
  • F>1, indica que la velocidad del flujo es mayor que la celeridad de la onda por lo que sí se produce una onda en un flujo, dicha onda solo se transmite hacía aguas abajo; es por esta razón que cuando se modela en un software en régimen supercrítico debemos definir sólo condición de contorno aguas arriba.
Ahora como ya sabes lo anterior lo que resta es ir al lugar donde se encuentra un canal y comprobarlo...

... ¿Como lo compruebo?:

Lo único que tienes que hacer es producir una onda en una sección de un  canal, siguiendo estos pasos.
  1. Busca un material firme como un palo, lapicero o con tu dedo.
  2. Debes introducir y sacar rápidamente el material del punto 1
  3. Se producirá una onda en el canal (si no se produce vuelve a repetir el punto 2 varias veces hasta estar seguro que no se puede producir una onda en esa sección y pásate al punto 4 )
  4. Observa muy bien el fenómeno de la onda: 
  • Si no se  produce nada en esta sección, significa que en esa sección en específico se produce un régimen crítico (Esto es muy poco raro, solamente lo podemos encontrar en las estructuras aforadoras o en las transiciones de subcrítico a supercrítico y viceversa ).
  • Si la onda se propaga en ambas direcciones, nos encontramos en una sección con flujo subcrítico
  • si la onda solo se propaga solamente hacia aguas abajo, nos encontramos en una sección con flujo supercrítico

Entradas más populares de este blog

Combinación RGB con bandas del satélite Landsat 5 y 7

Pérdidas de carga localizadas o en accesorios

Granulometría-Método del hidrómetro: fundamentos teóricos, aplicaciones

Clasificación de ríos según su edad

Programas para diseñar sistemas de riego

Factor de fricción de la ecuación de Colebrook-White, con métodos numéricos.

Diseño Agronómico e hidráulico de sistemas de riego presurizado