Relación entre bases y tirantes de canales rectangulares con proporción áurea y los de máxima eficiencia hidráulica en Iquitos 2024

Abstract

La presente investigación titulada "Relación entre bases y tirantes de canales rectangulares con proporción áurea y los de máxima eficiencia hidráulica en Iquitos 2024" tuvo como objetivo principal analizar la relación geométrica entre las dimensiones de base y tirante de canales rectangulares diseñados bajo la proporción áurea y aquellos configurados para alcanzar la máxima eficiencia hidráulica, en el contexto de las condiciones climáticas y topográficas de Iquitos. El estudio se desarrolló utilizando datos de diseño hidráulico para tres configuraciones de canales rectangulares con proporción áurea y tres configuraciones optimizadas para máxima eficiencia hidráulica. Para cada diseño, se calcularon parámetros hidráulicos clave como el área hidráulica, el perímetro mojado, el radio hidráulico, la velocidad, el número de Froude, la energía específica y el caudal. Estos cálculos se realizaron considerando un flujo uniforme, coeficiente de rugosidad constante (n=0.013) y pendiente uniforme (S=0.001). Los resultados mostraron que los canales diseñados con proporción áurea presentaron un régimen de flujo subcrítico en todas las configuraciones, con un desempeño hidráulico aceptable pero inferior al de los canales diseñados para máxima eficiencia hidráulica. Estos últimos optimizaron el radio hidráulico y minimizaron el perímetro mojado, lo que redujo las pérdidas de energía y permitió un transporte más eficiente del agua para el mismo caudal. Asimismo, se encontró una relación constante entre las bases (b/b=1.798) y entre los tirantes (y/y=0.556) en los canales de máxima eficiencia hidráulica. Este patrón geométrico puede ser empleado como criterio de diseño en proyectos similares.The present research titled "Relationship between bases and depths of rectangular channels with the golden ratio and those with maximum hydraulic efficiency in Iquitos 2024" had as its main objective to analyze the geometric relationship between the base and depth dimensions of rectangular channels designed under the golden ratio and those configured to achieve maximum hydraulic efficiency, in the context of the climatic and topographic conditions of Iquitos. The study was conducted using hydraulic design data for three rectangular channel configurations with the golden ratio and three configurations optimized for maximum hydraulic efficiency. For each design, key hydraulic parameters such as the hydraulic area, the wetted perimeter, the hydraulic radius, the velocity, the Froude number, the specific energy, and the flow rate were calculated. These calculations were carried out considering a uniform flow, constant roughness coefficient (n=0.013), and uniform slope (S=0.001). The results showed that the channels designed with the golden ratio exhibited a subcritical flow regime in all configurations, with an acceptable hydraulic performance but inferior to that of the channels designed for maximum hydraulic efficiency. The latter optimized the hydraulic radius and minimized the wetted perimeter, which reduced energy losses and allowed for more efficient water transport for the same flow rate. Likewise, a constant relationship was found between the bases (b/b=1.798) and between the depths (y/y=0.556) in the channels of maximum hydraulic efficiency. This geometric pattern can be used as a design criterion in similar projects.