Las disgregaciones son fallas que se producen en el interior del hormigón por arrastres internos que el hormigón no puede resistir. Pueden producirse por causas muy diversas.
Las acciones de tipo físico que pueden perjudicar al hormigón dando lugar a su desgaste superficial o a su merma de integridad o disgregación pueden ser de diferentes tipos tales como: hielo y deshielo; abrasión, cavitación y choques térmicos. Deterioro superficial por cavitación El fenómeno de cavitación ataca a el área superficial del hormigón en forma de picaduras que posteriormente se unen en zonas erosionadas amplias. Se trata de un arrancamiento progresivo del hormigón.

Uno de los cuidados que debe tener un ingeniero (Principalmente cómo ocurre en el hormigón o concreto). Al seleccionar, las parte de una estación de bombeo, es la cavitación, este fenómeno producido normalmente en las salidas de los alabes del rotor de una bomba y en las paredes de la tubería es desfavorable, debido a que causa daños y aumenta el costo de mantenimiento. Por esta razón el presente trabajo tratara de exponer en sus posibilidades de una manera clara y amplia el fenómeno de la cavitación.

En la ingeniería naval se estudia el fenómeno, para el diseño de todo tipo de barcos debido a que acorta la vida útil de algunas partes tales como las hélices y los timones.

En los submarinos, este efecto es todavía más estudiado, evitado e indeseado, puesto que imposibilita a estos navíos de guerra mantener sus características operativas de silencio por las vibraciones y ruidos que la cavitación provoca en el casco y las hélices.

El colapso de las cavidades supone la presencia de gran cantidad de energía que puede causar enorme daño.

La cavitación puede dañar casi cualquier material. Las picaduras causadas por el colapso de las cavidades producen un enorme desgaste en los diferentes componentes y pueden acortar enormemente la vida de la bomba o hélice.

La creación y posterior colapso de las burbujas crea fricción y turbulencias en el líquido. Esto contribuye a una pérdida adicional de rendimiento en los dispositivos sometidos a cavitación.

La cavitación se presenta también en el fondo de los ríos donde se genera a partir de irregularidades del lecho disociando el agua y el aire. Ambos son sometidos a presiones, dando lugar, este último, a burbujas que, con la fuerza del agua, se descomponen en tamaños microscópicos, saliendo disparadas a gran velocidad. Esto provoca un fuerte impacto en el lecho que puede ser de hasta 60 t/m². Su importancia radica en la constancia y repetición del fenómeno, lo que favorece su actuación. La cavitación es un proceso erosivo frecuente en los pilares de los puentes.

Referencias :

http://ingenieros2011unefa.blogspot.com/2008/01/cavitacion.html

http://www.buenastareas.com/ensayos/Cavitacion/484294.html

Para el diseño de los diferentes sistemas de riego se utiliza la ecuación de Bernoulli, para calcular  desde la cantidad de energia que necesita una bomba para mover el fluido a traves de las tuberias y en muchos de los casos lograr una diferencia en presión  y velocidad en el pistero para que alcance la distancia requerida para el riego.

Dentro de los sistemas que requieren del uso del calculo de Bernoulli lo son el sistema de riego por  sprinkler, riego por “dripping”, sub-riego entre otros.

El sistema de riego por Sprinkler es esta compuesto por un sistema de tuberías y a cierta distancia de cada una hay un sprinkler el cual da paso por un pistero al agua, este pistero hace que por tener un área croseccional más pequeña aumente la velocidad a la que se mueve el fluido para conservar el flujo másico. Esta velocidad hace que se utilice la idea de chorro libre y el chorro producido cubra un radio dado por la construcción del sistema de riego de sprinkler, mientras que el sistema de riego de drip hace que el agua suministrada a las plantas en vez de ser por chorro libre es por gotereo en una fuente cercana a las raíces de las plantas.

Referencias :

http://www.sswm.info/category/implementation-tools/water-use/hardware/optimisation-water-use-agriculture/optimisation-agr

http://www.elriego.com/informa_te/riego_agricola/fundamentos_riego/metodos_riego.htm

            La técnica de fracturación  hidráulica se utiliza para aumentar o restablecer la tasa a la cual los líquidos, tales como petróleo, gas o agua, pueden ser extraídos de un yacimiento, incluyendo depósitos no convencionales, tales como la roca de esquisto o de capas de carbón. La fracturación hidráulica permite la producción de gas natural y petróleo de formaciones rocosas muy por debajo de la superficie de la tierra por lo general 5,000-20,000 pies o metros 1,500-6,100. En tal profundidad, puede no haber suficiente porosidad y permeabilidad para permitir que el gas natural y petróleo a fluir de la roca en el pozo a precios económicos. Por ejemplo, la creación de fracturas conductoras en la roca es esencial para producir el gas de los yacimientos de esquisto debido a la permeabilidad natural extremadamente baja de la pizarra. La fractura proporciona una ruta conductora que conecta a un área más grande de la reserva para el pozo, lo que aumenta el área de la cual puede  recuperar el gas natural y líquidos de la formación en la que se encuentran.

Mientras que el uso industrial principal de fracturación hidraulica es para estimular la producción de los pozos de petróleo  y gas. También se puede aplicar fracturación hidráulica para estimular las aguas de posos subterráneos, preacondicionamiento de rocas para la espeleología o en la mineria para inducir cuevas en las formaciones rocosas. Además de una forma de mejorar los procesos de remediación de residuos que por lo general son los residuos de hidrocarburos o derrames. También ayuda a deshacerse de los desechos  mediante la inyeccion en formaciones rocosas a adecuadas profundidades para la descomposición a altas presiones de la tierra. Además de un método para medir el estrés en la tierra.

Una fracturación hidráulica está compuesta por el bombeo de un fluido que fractura en un poso a un ritmo constante para aumentar la presión en el fondo del poso a un valor superior al gradiente de fractura de la roca de la formación del poso. La presión hace la formación de grietas, lo que permite que el fluido que se esta utilizando para fracturar inducirse y ampliar la grieta hacia la formaciones  rocosas del pozo. Para mantener  fracturas abiertas después de que la  inyección se detiene, se le añade un agente propante (arena o partículas sólidas en el fluido). El apoyo de la fractura hidráulica se convierte en un conducto de alta permeabilidad a través del cual los líquidos de formación de la reserva, pueden fluir hacia el pozo.

There are parts in our world that Mother Earth has under her strict control and there is nothing that we can do about it to change it and those parts are best known as subduction zones. A subduction zone is an area on Earth where two tectonic plates move towards one another and one slides under the other. This subduction zones are interconnected with fluid flows and pore pressures. The fluid flow that is produce from these phenomena is really dangerous but they can be study with some generalized equation in which describe the subsurface fluid flow. Fluids entering this subduction zones on the incoming plate contained in intergranular and fracture porosity in the sediments and igneous crust which force the forearc to liberate powerful pressures creating tsunamis and other phenomena. In conclusion the studies of this type of flows are very important because with all this data we can improve our technology to counter this kind of phenomena.

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En muchos lugares se ha creado centrales hidroeléctricas para generar energía eléctrica. Lo que se hace es aprovechar la energía potencial que tiene el agua al caer de un nivel más alto. Al caer se pasa por una turbina que trasmite energía a un generador. El flujo del agua en la central eléctrica es controlado por válvulas corriente arriba de la presa, dentro de la presa río abajo, o en bóvedas de válvula excavadas en la roca fuera de la presa.

Antes de hacer la energía eléctrica, la energía se debe convertir en energía cinética. El dispositivo que realiza esta transformación es la turbina. La turbina consiste básicamente en una rueda dotada de palas, que se pone en rotación al recibir la masa de agua. El último elemento de esta cadena de transformaciones es el generador, que convierte el movimiento rotatorio de la turbina en energía eléctrica.

Ventajas de la energía hidráulica:

Tiene un de moderada a alta cantidad de energía útil y bajos costes operacionales y de mantenimiento. Las plantas de energía hidroeléctricas emiten muy poco dióxido de carbono que tiene efecto en el calentamiento global y otros contaminantes del agua durante el proceso de operación. Tienen una duración de vida de dos a diez veces a las plantas de carbón y nucleares.
Las presas que son usadas en las plantas de energía ayudan a prevenir las inundaciones y suministran una regulación del flujo para el agua de riego en las áreas por debajo de ésta.

Desventajas de la energía hidráulica:

Las plantas de energía hidroeléctrica requieren mucho espacio y esto causa la desaparición de hábitat para animales. Proyectos de gran escala pueden amenazar las actividades recreativas e interrumpir los flujos del río.

Referencia

http://www.atinachile.cl/content/view/34251/La-energia-hidraulica-se-basa-en-aprovechar-la-caida-del-agua-desde-cierta-altura.html

http://www.arqhys.com/construccion/presas-elementos.html

          Tenemos conocimiento de que una sustancia que se deforma al encontrarse continuamente bajo la acción de una fuerza es un fluído. Pero no todos los fluídos se comportan de igual manera así que los dividimos en dos categorías principales: fluídos newtonianos y fluídos no newtonianos. Los fluídos no newtonianos son llamados por algunos como la masa que cobra vida. Ya que estos fluídos no siguen las leyes básicas de Newton la cual nos dice que existe una relación lineal entre el esfuerzo aplicado sobre un fluído y la respuesta del fluído a esta fuerza. Así que estos se descubren en medio de un inmenso furor ya que rompen con lo antes establecido por el famoso físico. Ahora nos centraremos en estudiar un ejemplo de fluídos no newtonianos el cual se conoce como fluído tixotrópico y en esta categoría encontramos nuestro elemento principal de estudio: la salsa de tomate. Estos fluídos se distinguen porque la viscosidad cambia dependiendo del tiempo y la fuerza que se le aplique. En este caso mientras más fuerza le aplicamos al fluído, menor será la viscosidad y por lo tanto fluirá con mayor rapidez. La salsa de tomate mejor conocida por muchos como “ketchup” es un vivo ejemplo de un fluído tixotrópico. ¿Nos pasa que cuando vamos a utilizar el “ketchup” y viramos el envase tenemos que agitarlo un poco para que se mueva hacia el orificio de salida y luego aplicar presión para que salga?  Verdad que sí, eso nos sucede a todos y es parte de las características de este tipo de fluído. Es necesario agitarlo para que se mueva con facilidad ya que al aplicar fuerza sobre éste su viscosidad disminuye ayudando a promover que sus moléculas se muevan entre sí. Otro típico comportamiento de este fluído es que luego de algunos minutos la viscosidad vuelve a aumentar. Mientras el “kétchup” se mantiene en reposo se vuelve espeso y cuando se agita para utilizarlo se vuelve líquido. La tixotropía del “kétchup” se debe a los tomates macerados de los cuales está hecho. La parte sólida del tomate forma microfibras suspendidas al pasar por el proceso de trituración. Al permanecer en reposo, las fibras suspendidas entran en contacto y se pegan formando una especie de gel en el fluído que va formando más resistencia al movimiento mientras va pasando el tiempo. Esta estructura se rompe al agitarse, reduciendo la viscosidad. Un experimento casero sencillo para darnos cuenta de este comportamiento puede ser el poner la salsa de tomate en la licuadora y comparar la viscosidad de este fluído antes y después para ver que luego de haber pasado por la licuadora (fuerza aplicada sobre este) su fluído será mucho menos viscoso.

                                                                   Grafica #1: En esta gráfica podemos observar los distintos comportamientos de

                                                                                            algunos tipos de fluídos.

Referencias:

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/nonewtonianos/nonewtonianos.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Tixotrop%C3%ADa

http://www.youtube.com/watch?v=2WgutwOqjzM 

Silly putty can be broken if it is smack with a hammer instead of pulling because it will behave as its glass transition temperature has been raised, in other words behaving like a glass on impact. Another fact of silly putty is that is a good adhesive but will dissolve in contact with an alcohol.  It’s a good stress reliever by bouncing and the ability to gain its shape again.  Silly putty is used in medical and scientific applications including by Apollo astronauts to secure their tools in zero gravity.

references:

http://chemistry.about.com/od/everydaychemistry/a/sillyputty_3.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Silly_Putty

http://lifehackery.com/2008/11/17/art-design-10/

Los modelos matemáticos del flujo establecidos son bastantes deficientes por lo tanto están buscando nuevos modelos para poder predecir mejor el mismo. La teoría que se utiliza para crear este nuevo modelo se llama la teoría del caos estudia el comportamiento aperiódico e inestable en sistemas dinámicos deterministas no lineales. Los sistemas deterministas se pueden definir con las ecuaciones de Navier-Stokes y produce un comportamiento inestable, impredecible e irregular. Esta es la razón primordial de que la mecánica de fluidos moderna sea tan compleja. Aunque todavía están en investigaciones han hecho algunas observaciones sobre cómo se debe formular el movimiento de un fluido de forma más realista.

Las observaciones son las siguientes: el flujo se debe tratar como una onda y no como partículas ya que el termino de partículas en un flujo no está bien definido al contrario de la onda ya que el movimiento y la materia es en ondas por tanto el flujo se puede tratar como una onda. Por esta razón se debe crear un modelo holográfico de onda dinámica. Pero esta escala debe ser armónicamente análoga al sistema de onda real esto se puede lograr utilizando un modelo de onda que utilice las mismas ondas pero a menor escala. Ya que si no se hace de ese modo los resultados no van a ser los mismos. Aunque no van a ser exactos van a ser bien parecidos.

Referencias:

http://www.meridian-int-res.com/Aeronautics/Chaos.pdf

Un ejemplo clásico de un fluido supercrítico es el dióxido de carbono este se comporta como un gas en el aire, como un sólido al ser congelado y por encima de su temperatura y presión crítica se comporta como un fluido supercrítico, y puede adoptar propiedades a medio camino entre un gas y un líquido.

Tabla 1. Principales fluidos supercríticos

La busqueda por una mejor salud ha llevado a las personas a querer alimentos más saludables y naturales. Para esto se ha utilizado la técnica extracción convencional de sólido-líquido con disolventes orgánicos pero los resultados de esta causan producción de residuos no deseables. Por otro lado encontramos  La extracción supercrítica de fluidos la extracción de gas supercrítico, y la extracción de gas denso son términos alternativos a nombre de la operación de un líquido a temperaturas y presiones cerca del punto crítico. En comparación con disolventes convencionales, orgánicos líquidos, fluidos supercríticos tienen una difusividad de mayor y menor densidad, viscosidad y tensión superficial. Siendo el CO2 el más utilizado. Por el sin número de ventajas que presenta:

1. Poseen alto coeficiente de difusión y viscosidad más baja que los líquidos; 2. Ausencia de tensión superficial, la cual aumenta la operación de extracción dada la rápida penetración de estos al interior de los poros de la matriz heterogénea; 3. La selectividad durante la extracción puede ser manipulada dada la variación de las diferentes condiciones de operación temperatura y presión afectando la solubilidad de varios componentes en el fluido supercrítico; 4. La extracción con fluidos supercríticos no deja residuos químicos; 5. La extracción con CO₂ supercrítico permite su fácil recuperación por procesos de reciclaje; 6. Bajo costo a niveles de pureza alto. El CO₂ supercrítico también ha sido usado en innumerables aplicaciones industriales que incluyen diferentes campos como: alimentos, agricultura, acuicultura, pesticidas, procesos microbianos, petroquímica y farmacéutica

Uno de los usos que se le ha dado esta técnica es en el área de alimentos en la extracción y purificación de compuestos con actividad de antioxidante la cual nos ayuda contra enfermedades como cáncer, protege la comida de oxidación y aumenta las defensas.

Otro ejemplo también lo es la eliminación de la cafeína de las semillas verdes del café es una de las aplicaciones más clásicas de la técnica de extracción que estamos comentando. A 259 atmósferas de presión el dióxido de carbono supercrítico actúa sobre las semillas humedecidas de los granos verdes de café de un modo muy específico, disolviendo la cafeína sin tener casi efecto sobre el resto de los componentes. Adicionalmente, el dióxido de carbono se hace recircular sobre carbón activado, que adsorbe sobre su superficie a la cafeína. En 5-8 horas, usando temperaturas moderadas de extracción, se puede conseguir una adecuada eliminación de la cafeína superior al 99%.

Referencia:

http://www.ainia.es/HTML/envios/ainiainfo/fluidos_supercriticos_ainia.htm?gad=CPz5y8YCEgiyh7DLAK9yoRiQ_fP-AyCoheYc

http://www.cienciahoy.org.ar/hoy43/fluid3.htm

http://library.uprm.edu:2063/doi/full/10.1021/jf052858j

Podemos ver que para figuras con superficies planas (cuadradas) perpendiculares al flujo tenemos un coeficiente de arrastre alto  (ejemplo: 2.1 para un ladrillo liso) forma la cual observe peculiar en muchas de las misteriosas rocas.

En Racetrack Playa en el Valle de la Muerte, California, rocas grandes y pequeñas se deslizan por un paisaje  plano, dejando tras de sí una colección de senderos. Nadie aun ha podido apreciar este fenómeno y científicos aun no tienen certeza de cómo ocurre. No han encontrado rastros de efectos de gravedad, de ayuda de animales/personas, nada de campos eléctricos y nada de inclinación ya que es uno de los lugares más planos del planeta donde la inclinación es de apenas alrededor de una pulgada en toda su longitud de 4,5 millas, y en cambio la tendencia de movimiento de las rocas es hacia arriba de la inclinación.

Las sigilosas rocas andantes varían en peso desde menos de 1 libra, de 25-30 (la mayoría) y la mas pesada encontrada es de casi 700 libras!!!!

Se necesita gran fuerza para mover tales rocas, asi que el sospechoso #1 en este dilema lo es…EL VIENTO DE LA PLAYA. Este puede alcanzar velocidades de hasta 150 millas, pero aun así no es suficiente. Debe haber un factor de reducción de fricción.

Se descubrió que la arcilla al mojarse crea una pequeña película resbalosa, pero aun así no sería suficiente para mover algunas rocas. Aquí es donde encontraron que la ayuda probablemente proviene de la ayuda del hielo…si del hielo! El deshielo de las montañas llega a la zona creando así piscinas. Estas capas de agua se congelan gracias a las frías temperaturas de la noche. Con esto y con la ayuda del viento podrían mover las rocas? Experimentos revelan que NO!

Ahora bien la teoría fue refina y modelada diciendo que collares de hielo se pueden formar alrededor de las partes inferiores de las piedras, probablemente debido a que la masa de una roca conserva el frío. Cuando el agua se mueve más en el cuello ayudaría a que la roca flotara parcialmente, por lo que incluso una pesada roca podría deslizarse cuando sopla el viento.

Otra teoría es la que postula que las rocas se mueven por regelación. La regelación es causada por una diferencia de presión en los dos lados de un objeto. Agua por un lado con restos de líquido y las fugas de vuelta para el otro lado, atrapando burbujas de aire en la parte segunda, donde se forma el hielo. Esto podría explicar cómo se mueven las grandes rocas.

Aun así esto es son hipótesis, pero a mi parecer me parece muy intrigante. De lo que estamos seguros es que LA FUERZA DE ARRASTRE tiene un rol importante en este misterioso y peculiar fenómeno.

Noticia: http://www.vistaalmar.es/content/view/1220/205/

Referencias: http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient