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Hidr�ulica Ir a la navegaci�nIr a la b�squeda Hidr�ulica e hidrost�tica ilustrada. La hidr�ulica es la rama de la f�sica que estudia el comportamiento de los l�quidos en funci�n de sus propiedades espec�ficas. Es decir, estudia las propiedades mec�nicas de los l�quidos dependiendo de las fuerzas a las que son sometidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a las que est� sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este. �ndice 1 Etimolog�a 2 Historia 2.1 Egipto y Grecia 3 Lugares donde se desarroll� 3.1 Antigua Roma 3.2 La generaci�n de energ�a 3.3 La rueda hidr�ulica 3.4 La hidr�ulica en los pa�ses �rabes 4 Ciencias de la tierra relacionadas con la hidr�ulica 5 Producci�n de energ�a 5.1 Ventajas sobre otras fuentes de energ�a 5.2 Inconvenientes 6 V�ase tambi�n 7 Notas y referencias 8 Bibliograf�a 9 Enlaces externos Etimolog�a La palabra �hidr�ulica� proviene del griego ?d?a?????? (hydraulik�s) que, a su vez, viene de �tubo de agua�, palabra compuesta por ?d?? (�agua�) y a???? (�tubo�). Historia Egipto y Grecia Las civilizaciones m�s antiguas se desarrollaron a lo largo de los r�os m�s importantes de la Tierra. La experiencia y la intuici�n guiaron a estas comunidades en la soluci�n de los problemas relacionados con las numerosas obras hidr�ulicas necesarias para la defensa ribere�a, el drenaje de zonas pantanosas, el uso de los recursos h�dricos, la navegaci�n. En las civilizaciones de la antig�edad, estos conocimientos se convirtieron en privilegio de una casta sacerdotal. En el antiguo Egipto los sacerdotes se transmit�an, de generaci�n en generaci�n, las observaciones y registros, mantenidos en secreto, respecto a las inundaciones del r�o, y estaban en condiciones, con base en estos, de hacer previsiones que podr�an ser interpretadas f�cilmente como revelaciones transmitidas por los dioses. Fue en Egipto donde naci� la m�s antigua de las ciencias exactas, la geometr�a que, seg�n el historiador griego Her�doto, surgi� a ra�z de exigencias catastrales relacionadas con las inundaciones del r�o Nilo. Con los griegos la ciencia y la t�cnica pasan por un proceso de desacralizaci�n, a pesar de que algunas veces se relegan al terreno de la mitolog�a. Tales de Mileto, de padre griego y madre fenicia, atribuy� al agua el origen de todas las cosas. La teor�a de Tales de Mileto, al igual que la teor�a de los fil�sofos griegos subsecuentes del per�odo j�nico, encontrar�an una sistematizaci�n de sus principios en la f�sica de Arist�teles. F�sica que, como se sabe, est� basada en los cuatro elementos naturales, sobre su ubicaci�n, sobre el movimiento natural, es decir hacia sus respectivas esferas, diferenciado del movimiento

violento. La f�sica antigua se basa en el sentido com�n, es capaz de dar una descripci�n cualitativa de los principales fen�menos, pero es absolutamente inadecuada para la descripci�n cuantitativa de los mismos. Las primeras bases del conocimiento cient�fico cuantitativo se establecieron en el siglo III a. C. en los territorios en los que fue dividido el imperio de Alejandro Magno, y fue Alejandr�a el epicentro del saber cient�fico. Euclides recogi�, en los Elementos, el conocimiento precedente acerca de la geometr�a. Se trata de una obra �nica en la que, a partir de pocas definiciones y axiomas, se deducen una infinidad de teoremas. Los Elementos de Euclides constituir�n, por m�s de dos mil a�os, un modelo de ciencia deductiva de un insuperable rigor l�gico. Arqu�medes de Siracusa estuvo en contacto epistolar con los cient�ficos de Alejandr�a. Arqu�medes realiz� una gran cantidad de descubrimientos excepcionales. Uno de ellos empez� cuando Hier�n II reinaba en Siracusa. Quiso ofrecer a un santuario una corona de oro, en agradecimiento por los �xitos alcanzados. Contrat� a un artista con el que pact� el precio de la obra y adem�s le entreg� la cantidad de oro requerida para la obra. La corona terminada fue entregada al rey, con la plena satisfacci�n de �ste, y el peso tambi�n coincid�a con el peso de oro entregado. Un tiempo despu�s, sin embargo, Hier�n II tuvo motivos para desconfiar de que el artista lo hab�a enga�ado sustituyendo una parte del oro con plomo, manteniendo el mismo peso. Indignado por el enga�o, pero no encontrando la forma de demostrarlo, solicit� a Arqu�medes que estudiara la cuesti�n. Absorto por la soluci�n de este problema, Arqu�medes observ� un d�a, mientras tomaba un ba�o en una tina, que cuando �l se sumerg�a en el agua, �sta se derramaba hacia el suelo. Esta observaci�n le dio la soluci�n del problema. Salt� fuera de la tina y, emocionado, corri� desnudo a su casa, gritando: �Eureka! Eureka!� (que, en griego, significa: "�Lo encontr�, lo encontr�!"). Arqu�medes fue el fundador de la hidrost�tica, y tambi�n el precursor del c�lculo diferencial: recu�rdese su c�lebre demostraci�n del volumen de la esfera, y en conjunto con los cient�ficos de Alejandr�a no desde�� las aplicaciones a la ingenier�a de los descubrimientos cient�ficos, tentando disminuir la brecha entre ciencia y tecnolog�a, t�pica de la sociedad de la antig�edad cl�sica, sociedad que, como es bien sabido, estaba basada en la esclavitud. En el campo de la hidr�ulica �l fue el inventor de la espiral sin fin, la que, al hacerla girar al interior de un cilindro, es usada a�n hoy para elevar l�quidos. Lugares donde se desarroll� La primera central hidroel�ctrica moderna se construy� en 1880 en Northumberland, Gran Breta�a. El renacimiento de la energ�a hidr�ulica se produjo por el desarrollo del generador el�ctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidr�ulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En 1920 las centrales hidroel�ctricas generaban ya una parte importante de la producci�n total de electricidad. En todo el mundo, este tipo de energ�a representa aproximadamente la cuarta parte de la producci�n total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los pa�ses en los que constituye fuente de electricidad m�s importante son Noruega (99 %), Zaire (97 %) y Paraguay (96 %). La central de Itaip�, en el r�o Paran�, est� situada entre Brasil y Paraguay, se inaugur� en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6500 Mw y es una de las m�s grandes. En algunos pa�ses se han instalado centrales peque�as, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas peque�as presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en v�as de desarrollo est�n utilizando este sistema con buenos resultados.

Antigua Roma Los antiguos romanos, que difundieron en todo el Mediterr�neo su propio modelo de vida urbana, basaron el bienestar y el buen vivir especialmente en la disponibilidad de abundante cantidad de agua. Se considera que los acueductos suministraban m�s de un mill�n de m� de agua al d�a a la Roma Imperial, la mayor parte distribuida a viviendas privadas por medio de tubos de plomo. Llegaban a Roma por lo menos una docena de acueductos unidos a una vasta red subterr�nea. Pont du Gard a N�mes. Para construir el acueducto Claudio se requirieron, por 14 a�os consecutivos, m�s de 40 mil carros de tufo por a�o. En las provincias romanas los acueductos atravesaron con frecuencia profundos valles, como en N�mes, donde el Pont du Gard de 175 m de longitud tiene una altura m�xima de 49 m, y en Segovia, en Espa�a, donde el puente-acueducto de 805 m de longitud todav�a funciona. Los romanos excavaron tambi�n canales para mejorar el drenaje de los r�os en toda Europa y, menos frecuentemente para la navegaci�n, como es el caso del canal RinMosa de 37 km de longitud. Pero sin duda en este campo la obra prima de la ingenier�a del Imperio romano es el drenaje del lago Fucino, a trav�s de una galer�a de 5,5 km por debajo de la monta�a. Esta galer�a solo fue superada en el 1870 con la galer�a ferroviaria del Moncenisio. El �Portus Romanus, completamente artificial, se construy� despu�s del de Ostia, en el tiempo de los primeros emperadores romanos. Su bah�a interna, hexagonal, ten�a una profundidad de 4 a 5 m, un ancho de 800 m, muelle de ladrillo y mortero, y un fondo de bloques de piedra para facilitar su dragado. La generaci�n de energ�a Serrer�a romana de Hier�polis. Del siglo III de la Era Cristiana, es la muestra m�s antigua del mecanismo biela-manivela. La principal fuente de energ�a de la antig�edad fue el llamado �molino� griego, constituido por un eje de madera vertical, en cuya parte inferior hab�a una serie de paletas sumergidas en el agua. Este tipo de molino fue usado principalmente para moler los granos, el eje pasaba a trav�s de la m�quina inferior y hac�a girar la m�quina superior, a la cual estaba unido. Molinos de este tipo requer�an una corriente veloz, y seguramente se originaron en las regiones colinares del Medio Oriente, a pesar de que Plinio el Viejo atribuye la creaci�n de los molinos de agua para moler granos al norte de Italia. Estos molinos generalmente eran peque�os y m�s bien lentos, la piedra de moler giraba a la misma velocidad que la rueda, ten�an por lo tanto una peque�a capacidad de molienda, y su uso era puramente local. Sin embargo pueden ser considerados los precursores de la rueda hidr�ulica, y su uso se extendi� por m�s de tres mil a�os. El tipo de molino hidr�ulico con eje horizontal y rueda vertical se comenz� a construir en el siglo I a. C. por el ingeniero militar Marco Vitruvio Poli�n. Su inspiraci�n puede haber sido la rueda persa o �saq�ya�, un dispositivo para elevar el agua, que estaba formado por una serie de recipientes dispuestos en la circunferencia de la rueda que se hace girar con fuerza humana o animal. Esta rueda fue usada en Egipto (Siglo IV a. C.). La rueda hidr�ulica vitruviana, o rueda de tazas, es b�sicamente una rueda que funciona en el sentido contrario. Dise�ada para moler grano, las ruedas estaban conectadas a la m�quina m�vil por medio de engranajes de madera que daban una reducci�n de aproximadamente 5:1. Los primeros molinos de este tipo eran del tipo en los que el agua pasa por debajo. M�s tarde se observ� que una rueda alimentada desde arriba era m�s eficiente, al aprovechar tambi�n la diferencia de peso entre las tazas llenas y las vac�as. Este

tipo de rueda, significativamente m�s eficiente requieren una instalaci�n adicional considerable para asegurar el suministro de agua: generalmente se represaba un curso de agua, de manera a formar un embalse, desde el cual un canal llevaba un flujo regularizado de agua a la rueda. Este tipo de molino fue una fuente de energ�a mayor a la que se dispon�a anteriormente, y no solo revolucion� la molienda de granos, sino que abri� el camino a la mecanizaci�n de muchas otras operaciones industriales. Un molino de la �poca romana del tipo alimentado por debajo, en Venafro, con una rueda de 2 m de di�metro pod�a moler aproximadamente 180 kg de granos en una hora, lo que corresponde aproximadamente a 3 caballos vapor, en comparaci�n, un molino movido por un asno, o por dos hombres pod�a apenas moler 4,5 kg de grano por hora. Desde el siglo IV d. C. en el Imperio romano se instalaron molinos de notables dimensiones. En Barbegal, en las proximidades de Arl�s, en el 310, se usaron para moler granos 16 ruedas alimentadas desde arriba, que ten�an un di�metro de hasta 2,7 m cada una. Cada una de ellas accionaba, mediante engranajes de madera dos m�quinas: La capacidad llegaba a tres toneladas por hora, suficientes para abastecer la demanda de una poblaci�n de 80 mil habitantes, la poblaci�n de Arl�s en aquella �poca no sobrepasaba las 10 mil personas, es por lo tanto claro que abastec�a a una vasta zona. El molino de Vitruvio no se extendi� en el Imperio romano hasta el tercero o cuarto siglo, quiz� por la disponibilidad de esclavos. Se atribuye al emperador Vespasiano (69 � 79 d. C.) la oposici�n al uso de la energ�a hidr�ulica porque esta habr�a provocado la desocupaci�n.[cita requerida] La rueda hidr�ulica Art�culo principal: Rueda hidr�ulica Ruedas de agua en Hama - Siria. En la Edad Media, la rueda hidr�ulica fue ampliamente utilizada en Europa para una gran variedad de usos industriales El Domesday Book, el catastro ingl�s elaborado en el 1086, por ejemplo reporta 5624 molinos de agua, todos del tipo vitruviano. Estos molinos fueron usados para accionar aserraderos, molinos de cereales y para minerales, molinos con martillos para trabajar el metal o para batanes, para accionar fuelles de fundiciones y para una variedad de otras aplicaciones. De este modo tuvieron tambi�n un papel importante en la redistribuci�n territorial de la actividad industrial. M�s de dos docenas de ruedas hidr�ulicas construidas por los espa�oles en Larmahue est�n todav�a en uso para abastecer canales de riego agr�colas, y constituyen el mayor grupo de molinos de agua todav�a en uso en todo el mundo. Las ruedas hidr�ulicas, que operan a lo largo de un tramo de cuatro km de un canal de riego de posible origen prehisp�nico, dan testimonio de la contribuci�n colonial espa�ola a la agricultura en la regi�n. Una rueda hidr�ulica similar en dise�o a los de Larmahue se ha reconstruido cerca de C�rdoba, Espa�a, y se han encontrado evidencias de varios molinos de agua que datan de la Edad Media en las proximidades de Toledo, tambi�n en Espa�a. Las ruedas hidr�ulicas est�n en v�as de desaparecer, muchas son sustituidas por bombas mec�nicas o simplemente por negligencia se van deteriorando y desaparecen. En 1988, se censaron unas 80 en Chile, de las cuales a la fecha (2016) s�lo sobreviven aproximadamente dos docenas en uso. Otra forma de energ�a desarrollada en la Edad Media fue el molino de viento. Desarrollado originalmente en Persia en el siglo VII, parece que tuvo su origen en las antiguas ruedas de oraciones accionadas por el viento utilizadas en Asia

central. Otra hip�tesis plausible pero no demostrada, es la de que el molino de viento se derivar�a de las velas de los nav�os. Durante el siglo X estos molinos e�licos fueron ampliamente utilizados en Persia, para bombear agua. Los molinos persas estaban constituidos por edificios de dos pisos, en el piso inferior se encontraba una rueda horizontal accionada por 10 a 12 alas adaptadas para captar el viento, conectadas a un eje vertical que transmit�a el movimiento a la m�quina situada en el piso superior, con una disposici�n que recuerda los molinos de agua griegos. Los molinos de viento de ejes horizontales se desarrollaron en Europa del norte alrededor del siglo XIII. La hidr�ulica en los pa�ses �rabes En la Edad Media el islam contribuy� en forma importante al desarrollo de la hidr�ulica. En el �rea geogr�fica donde se ubica el primer desarrollo de la civilizaci�n isl�mica se realizaron importantes obras hidr�ulicas, como por ejemplo canales para la distribuci�n de agua, con un uso frecuente de sifones, casi desconocidos anteriormente, pero lo que tiene m�s significado, el Islam asegur� la continuidad del conocimiento con las civilizaciones antiguas, particularmente con la alejandrina. Cuando en el Renacimiento se redescubri� la civilizaci�n cl�sica y su ciencia, en realidad se dispon�a de t�cnicas mucho m�s evolucionadas que en la antig�edad y de instrumentos matem�ticos mucho m�s vers�tiles, como la numeraci�n �rabe y el �lgebra, tambi�n de origen �rabe. Entre los numerosos �arquitectos� que actuaban en el Renacimiento, el m�s significativo fue Leonardo Da Vinci (1452-1519). A Leonardo se debe la primera versi�n de la conservaci�n de la masa en un curso de agua, en el cual el producto entre la velocidad media del agua en una secci�n y el �rea de la misma secci�n es constante, mientras que, siempre Leonardo observa, la velocidad del agua es m�xima en el centro del r�o y m�nima sobre los bordes. En tiempos recientes se ha reconducido el estudio de la turbulencia al de los sistemas din�micos que conducen al caos. Actualmente la verdadera naturaleza del movimiento turbulento no est� del todo clara, y el enfoque probabil�stico parecer�a no ser el simple reflejo de nuestra ignorancia, sino que reflejar�a la esencia misma del fen�meno, como en otras ramas de la f�sica. Se puede concluir que �es m�s f�cil estudiar el movimiento de cuerpos celestes infinitamente lejanos que el de un arroyito que corre a nuestros pies� (Galileo Galilei): �Discurso sobre dos ciencias nuevas� Ciencias de la tierra relacionadas con la hidr�ulica Se relacionan �ntimamente con la hidr�ulica las siguientes ramas de la ciencias de la tierra: Mec�nica de fluidos.mec�nica de medios continuos que describe el movimiento de fluidos (gases y l�quidos), sin tener en cuenta las causas que lo provocan (cinem�tica) o teni�ndolas en cuenta (din�mica); Hidrolog�a, que analiza el comportamiento del agua en la naturaleza, en las diversas fases del ciclo hidrol�gico; Hidrogeolog�a, que se ocupa de las aguas subterr�neas; Hidrograf�a, que se ocupa de la descripci�n y estudio sistem�tico de los diferentes cuerpos de agua planetarios; Oceanograf�a, que estudia todos los procesos f�sicos, qu�micos y biol�gicos que se dan en el mar y en los oc�anos. Producci�n de energ�a El funcionamiento b�sico consiste en aprovechar la energ�a cin�tica del agua almacenada, de modo que accione las turbinas hidr�ulicas. Para aprovechar mejor el agua llevada por los r�os, se construyen presas para regular el caudal en funci�n de la �poca del a�o. La presa sirve tambi�n para aumentar el salto y as� mejorar su aprovechamiento.

Ventajas sobre otras fuentes de energ�a Disponibilidad: El ciclo del agua lo convierte en un recurso inagotable. Energ�a limpia: No emite gases "invernadero", ni provoca lluvia �cida, ni produce emisiones t�xicas. Energ�a barata: Sus costes de explotaci�n son bajos, y su mejora tecnol�gica hace que se aproveche de manera eficiente los recursos hidr�ulicos disponibles. Trabaja a temperatura ambiente: No son necesarios sistemas de refrigeraci�n o calderas, que consumen energ�a y, en muchos casos, contaminan. El almacenamiento de agua permite el suministro para regad�os o la realizaci�n de actividades de recreo. La regulaci�n del caudal controla el riesgo de inundaciones y desates de agua. Inconvenientes Su construcci�n y puesta en marcha requiere inversiones importantes. y los emplazamientos en donde se pueden construir centrales hidroel�ctricas en buenas condiciones econ�micas son limitados. Las presas se convierten en obst�culos insalvables para especies como los salmones, que tienen que remontar los r�os para desovar. Por su parte, los embalses afectan a los cauces, provocan erosi�n, e inciden en general sobre el ecosistema del lugar. Empobrecimiento del agua: El agua embalsada no tiene las condiciones de salinidad, gases disueltos, temperatura, nutrientes, y dem�s propiedades del agua que fluye por el r�o. Los sedimentos se acumulan en el embalse, por lo que el resto del r�o hasta la desembocadura acaba empobreci�ndose de nutrientes. Asimismo, puede dejar sin caudal m�nimo el tramo final de los r�os, especialmente en �pocas de sequ�a. Los emplazamientos hidr�ulicos suelen estar lejos de las grandes poblaciones, por lo que es necesario transportar la energ�a el�ctrica producida a trav�s de costosas redes.