Figura 1. Acueducto de la Rambla de los Molinos. Imagen: V. Yepes (2023)
El Acueducto Ojival, conocido también como Acueducto de la Rambla dels Molins o Acueducto Medieval de Biar, se encuentra en Biar (Alicante). Ubicado al este de la carretera de Banyeres de Mariola, al salir del pueblo hacia el norte.
Este acueducto, de 70 m de longitud, fue construido en el siglo XV en estilo gótico por el maestro de obras Pere Compte, originario de Girona. Posee dos arcos ojivales y uno de medio punto, y su propósito principal era superar el desnivel de la rambla de los Molinos y proveer riego a los campos de la orilla opuesta. Para su construcción se empleó principalmente piedra, aunque también se utilizaron ladrillos de barro cocido en algunas partes. En su base hay machones y contrafuertes para contrarrestar las crecidas puntuales de la rambla. La base del acueducto cuenta con pilares y contrafuertes para resistir las eventuales crecidas de la rambla. La primera mención escrita de este acueducto data de 1490.
Figura 2. Detalle de los arcos ojivales. Imagen: V. Yepes (2023)
Pere Compte es reconocido por la catedral de Valencia; se le atribuye la ampliación del primer tramo de la nave. Su obra más importante es la Lonja de Valencia (1483-1498). También intervino en la construcción de las Torres de Quart. En 1498 se iniciaron las obras del Consulado de Mar.
Figura 3. Vista superior del canal del acueducto. Imagen: V. Yepes (2023)
El Acueducto Ojival, además de ser catalogado como un bien de relevancia local, forma parte del impresionante itinerario turístico del Camino del Cid. Recomiendo encarecidamente explorar esta zona en una excursión. Biar es un encantador y bien conservado pueblo que se desarrolló alrededor de su castillo de origen almohade, construido en el siglo XII sobre los cimientos de un asentamiento romano anterior. Uno de sus aspectos más destacados es la imponente torre del homenaje, que se eleva a 18 metros y alberga la única cúpula almohade nervada de la Comunitat Valenciana. Para darles un anticipo visual, os sugiero que veáis el siguiente vídeo de la Diputación de Alicante.
Referencias:
YEPES, V. (2010). Puentes históricos sobre el viejo cauce del Turia. Un análisis histórico, estético y constructivo a las obras de fábrica. Inédito.
Figura 1. Sistema de drenes cerrados en un terreno de espesor indefinido
Sea un sistema de drenes cerrados, construido en terreno de espesor indefinido, espaciados una distancia D uno de otro, tal y como se puede observar en la Figura 1. El problema habitual consiste en determinar la profundidad seca que queda dado un espaciamiento entre los drenes, suponiendo que existe una alimentación vertical de caudal q constante por unidad de superficie.
CASHMAN, P.M.; PREENE, M. (2012). Groundwater Lowering in Construction: A Practical Guide to Dewatering, 2nd edition. CRC Press, Boca Raton, 645 pp.
INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA (1987). Manual de ingeniería de taludes. Serie: Guías y Manuales, nº 3, Ministerio de Educación y Ciencia, Madrid, 456 pp.
POWERS, J.P.; CORWIN, A.B.; SCHMALL, P.C.; KAECK, W.E. (2007). Construction dewatering and groundwater control: New methods and aplications. Third Edition, John Wiley & Sons.
PREENE, M.; ROBERTS, T.O.L.; POWRIE, W. (2016). Groundwater Control – Design and Practice, 2nd Edition. Construction Industry Research and Information Association, CIRIA Report C750, London.
TOMLINSON, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. URMO, S.A. de Ediciones, Bilbao, 825 pp.
En un artículo previo, explicamos cómo calcular el radio hidráulico para diferentes secciones. A continuación presentamos un ejercicio resuelto para el caso de una sección trapecial.
Además, presentamos un nomograma original elaborado en colaboración con los profesores Daniel Boulet, Matías Raja y Pedro Martínez-Pagán. En este nomograma se puede utilizar cualquier unidad de longitud. Espero que esta información sea de vuestro interés.
En un artículo previo, explicamos cómo calcular el radio hidráulico para diferentes secciones. Sin embargo, en el caso de una sección circular, el uso de un nomograma resulta más conveniente, pues evita el cálculo intermedio del ángulo del sector circular que abarca el agua.
Además, el empleo de esta resolución gráfica permite visualizar aspectos que resultan difíciles de deducir directamente de las fórmulas aplicadas. En este caso, el nomograma permite observar que los radios hidráulicos pueden ser iguales para distintos calados. También permite ver con claridad el rango de variación y el valor máximo. Aunque las fórmulas también pueden proporcionar información sobre el valor extremo, es necesario calcular la derivada, igualarla a cero y resolver la ecuación.
A continuación, se presenta un problema resuelto que incluye las ecuaciones utilizadas, el nomograma y un par de gráficas que relacionan el calado normalizado con el diámetro, tanto en función del ángulo del sector circular como del radio hidráulico normalizado. Además, presentamos un nomograma original elaborado en colaboración con los profesores Daniel Boulet y Pedro Martínez-Pagán. Espero que esta información sea de vuestro interés.
Figura 1. Bomba horizontal de pulpas (Bouso y Martínez-Pagán, 2023)
Una pulpa es una mezcla líquida que contiene partículas sólidas en suspensión. Las características de la pulpa dependen de la naturaleza, el tamaño, la forma, la densidad y la cantidad de las partículas sólidas, así como de la naturaleza, la densidad y la viscosidad del líquido. El flujo de las pulpas difiere del de los líquidos homogéneos, en los que su naturaleza (laminar, transitorio o turbulento) se determina a partir de las propiedades físicas del líquido y de su conductividad. Para calcular un sistema de transporte hidráulico de pulpa, compuesto por una bomba y una tubería, es esencial conocer previamente parámetros como la densidad de sólido y de líquido, la viscosidad, la concentración de sólidos, el tipo de tubería y la topografía del terreno.
La caracterización de una pulpa es más compleja que la de un líquido debido a la presencia de partículas sólidas y su influencia en la mezcla. Es importante tener en cuenta que una pulpa no es una disolución, sino una suspensión de sólidos en líquidos, en la que cada componente está claramente definido. Debemos considerar el fenómeno de sedimentación de sólidos en un líquido, especialmente cuando las turbulencias son bajas o no existen. Este fenómeno puede provocar acumulaciones de sólidos y dificultar las operaciones de transporte o de almacenamiento. En términos generales, las pulpas se pueden clasificar en dos grupos: pulpas sin sedimentación y pulpas con sedimentación.
Figura 2. Bomba de pulpas. https://www.mogroup.com/es/informacion/e-books/manual-de-bombas–para-pulpa/
Las pulpas sin sedimentación, también conocidas como pulpas homogéneas, están compuestas por partículas finas (menores de 50 mm) y forman una mezcla homogénea y estable. No causan desgaste significativo, pero requieren una atención especial en la selección y el funcionamiento de las bombas debido a su mayor viscosidad. Cuando el contenido de partículas es alto, su reología se asemeja a la de líquidos no newtonianos. Ejemplos de este tipo de pulpa incluyen lodos espesados de extracción de áridos, lechadas de cemento y lodos de perforación.
Las pulpas con sedimentación están formadas por partículas gruesas que tienden a formar una mezcla inestable y se comportan como líquidos newtonianos. Generalmente, causan un elevado desgaste y requieren una selección cuidadosa de las tuberías, debido a su tendencia a sedimentar y causar obstrucciones. Este tipo de pulpa es común en el transporte de pulpas y se conoce como pulpa heterogénea, ya que los sólidos no se distribuyen uniformemente en las conducciones horizontales a lo largo de su eje vertical a altas velocidades. Las fases sólida y líquida mantienen su propia identidad, y el aumento de la viscosidad suele ser de poca importancia. Las pulpas heterogéneas suelen ser de menor concentración de sólidos y con partículas de mayor diámetro que las pulpas homogéneas. Ejemplos incluyen pulpas en plantas de tratamiento de áridos y minerales, equipos de dragado, entre otros.
En el transporte de pulpas minerales por tubería, la naturaleza de las partículas y las velocidades de flujo determinan los regímenes de flujo, que pueden ser tanto turbulentos como laminares. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, el régimen turbulento, que se produce cuando las partículas son gruesas y tienden a sedimentar, es el más común. Este tipo de fluido se conoce como newtoniano. En cambio, las pulpas con partículas finas y uniformes suelen producir regímenes de flujo laminar.
A continuación, os dejo un artículo, elaborado por Juan Luis Bouso y Pedro Martínez-Pagán, en el que se presenta un ejemplo de cálculo para una operación de bombeo de pulpas. Se exploran las diferentes alternativas de cálculo, que pueden variar debido a las preferencias personales de los técnicos o a la adaptabilidad de un procedimiento específico a las características de la operación de bombeo. Al final del trabajo se incluye un anexo con gráficos y cálculos que pueden resultar muy útiles. Espero que os sea de interés.
BOUSO, J.L.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P. (2023). Bombeo de pulpas minerales. Diferentes procedimientos de cálculo. Rocas y Minerales, 605:56-73.
LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
En un artículo anterior presentamos el cálculo de una cuneta de carretera. Se trata de un caso común de cálculo hidráulico en el que se emplean dos parámetros de interés: el radio hidráulico y el perímetro mojado de una sección. Un caso frecuente es la determinación del movimiento permanente uniforme en canales abiertos, donde se emplea con frecuencia la fórmula de Manning-Strickler.
El perímetro mojado de un conducto es la porción del perímetro en la que la pared está en contacto con el fluido (excluida la superficie libre del fluido). El radio hidráulico es el cociente entre la sección por la que circula el fluido y el perímetro mojado. Este radio se emplea en el cálculo de las pérdidas de carga mediante la fórmula de Manning.
A continuación, os dejo un problema en el que se calculan estos parámetros en función de la geometría de la sección. Se han aplicado a secciones rectangulares, trapezoidales, triangulares simétricas, circulares y de parábola. Espero que os resulte interesante.
Figura 1. Cuneta trapecial revestida de hormigón. https://blog.structuralia.com/mantenimiento-de-los-elementos-de-desague-y-de-drenaje-en-carreteras
Uno de los aspectos que más influyen en la calidad y la durabilidad de una carretera es un drenaje adecuado. Las cunetas son uno de los elementos a los que hay que prestar atención para garantizar un drenaje adecuado. Se trata de zanjas longitudinales situadas junto a la carretera cuya función es captar, conducir y evacuar los flujos de agua superficial. Normalmente tienen sección triangular, trapezoidal o rectangular, aunque lo más habitual son las cunetas triangulares.
El cálculo hidráulico de las cunetas se realiza normalmente mediante la fórmula empírica de Manning-Strickler. Sin embargo, una de las condiciones que debe cumplirse es que la velocidad media del agua para el caudal de proyecto, debe ser menor que la que produce daños en el elemento de drenaje superficial, en función de su material constitutivo. La Instrucción de Carreteras (5.2.-IC), en su texto actualizado en junio de 2018, recoge los requisitos para el drenaje superficial en las carreteras.
Figura 2. Esquema de cuneta triangular. http://ponce.sdsu.edu/drenaje_de_carreteras_c.html
A continuación, os dejo un problema resuelto que espero os resulte de interés. Este documento es un ejemplo de lo que se imparte en el Curso online sobre “Procedimientos de contención y control del agua subterránea en obras de Ingeniería Civil y Edificación”, que podéis encontrar aquí: https://ingeoexpert.com/cursos/curso-de-procedimientos-de-contencion-y-control-del-agua-subterranea-en-obras/ Más problemas resueltos de este tipo podéis encontrarlos en el siguiente libro:
Ecuación de Hazen-Williams. Pérdida de carga en m, caudal en m³/s, longitud y diámetro interno de la tubería en m.
La ecuación de Hazen-Williams formulada a comienzos del siglo XX (en torno a 1905), se basa en resultados experimentales obtenidos por Allen Hazen y Gardner S. Williams para el flujo de agua en tuberías. Es una relación empírica de uso muy extendido porque presenta una forma sencilla y dimensional, lo que facilita el cálculo de la pérdida de carga y del caudal sin necesidad de iterar sobre el número de Reynolds ni sobre los factores de fricción. En su formulación clásica se adopta un coeficiente de rugosidad C que, en la práctica de la ingeniería, se considera independiente de la velocidad y del diámetro dentro del rango de aplicación de la ecuación, aunque diversos estudios han analizado su sensibilidad a las condiciones de flujo y al estado de la tubería.
El método se recomienda exclusivamente para agua en condiciones ordinarias de temperatura, aproximadamente entre 5 °C y 25 °C, donde la viscosidad y las propiedades del fluido son coherentes con los ensayos originales. Habitualmente se utiliza en conducciones con diámetros comprendidos entre 2 pulgadas (50,8 mm) y 6 pies (1.828,8 mm), si bien muchos autores amplían el intervalo admitido siempre que se mantenga un flujo plenamente desarrollado y las condiciones de diseño sean similares a las de las redes de distribución de agua.
Además, se recomienda aplicarla a velocidades de circulación moderadas, típicamente inferiores a 3 m/s (aprox. 10 ft/s), evitando tanto velocidades muy bajas como muy elevadas, en las que la coherencia con los datos experimentales se reduce. La ecuación de Hazen-Williams está concebida para flujo turbulento en tuberías que conducen agua; no es adecuada para el régimen laminar y su precisión puede disminuir fuera del rango de turbulencia moderada para el que fue calibrada.
A continuación, os dejo un nomograma que he elaborado junto con el profesor Pedro Martínez Pagán. En este caso, en la fórmula, la pérdida de carga se expresa en m, el caudal en m³/h, el diámetro de la tubería en mm y la longitud de la tubería en m, que son medidas habituales. Es posible en el nomograma usar medidas anglosajonas, pues hemos colocado una escala también para esas unidades. Espero que os sea útil.
También os dejo un problema resuelto que, espero, os resulte interesante.
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
Tengo el placer de anunciar que la Asamblea General de Socios ha aprobado por unanimidad nombrarme como Colaborador de Honor de la Asociación Ibérica de Tecnología sin Zanja IbSTT. Es un honor colaborar por la difusión de las tecnologías sin zanja y apoyar desinteresadamente a esta asociación. Muchas gracias por el reconocimiento.
Recibí recientemente una invitación del Centro de Investigación CIEIC Perú para participar en una ponencia relacionada con la Perforación Horizontal Dirigida. Se trata de una organización sin ánimo de lucro que se centra en la ciencia, la tecnología y la ingeniería.
La conferencia se transmitirá en directo a través de Facebook Live y Zoom. Tendrá lugar el lunes 12 de abril de 2021, a las 3.00 p.m. (hora Perú) / 10:00 p.m. (hora España). La participación es gratuita y se puede solicitar la inscripción en el siguiente enlace: https://cutt.ly/GcF3C1I
