El agua es un fluido o medio material continuo que se deforma constantemente, sin llegar a la rotura, bajo la acción de fuerzas externas. Este fluido es precisamente uno de los elementos protagonistas de los parques acuáticos. De hecho, en Amusement Logic sabemos por experiencia que, para realizar el diseño y elaborar el proyecto de ingeniería de un parque acuático, es imprescindible conocer las propiedades del agua, así como los parámetros que la definen y la relación entre ellos. Con ese conocimiento, somos capaces de prever su comportamiento y su movimiento y, por tanto, de dominarla. Y por ende, podemos llevar a cabo el diseño eficaz y seguro del parque acuático.
Ya que se deforma constantemente bajo la acción de distintas fuerzas, bien sean presiones o fuerzas tangenciales, el agua no tiene forma específica. En consecuencia, consideramos que su densidad, más que su masa, es la magnitud fundamental a tener en cuenta. Sin embargo, la densidad del agua varía con su temperatura, según el parámetro de la dilatación térmica. Por otra parte, el módulo de elasticidad permite cuantificar la variación de la presión cuando varía su volumen. Como dicho módulo presenta para el agua un valor muy alto, generalmente y desde el punto de vista de la modelización numérica, se considera al agua como un fluido incompresible.
El agua prácticamente no resiste tensiones tangenciales, sino que se deforma frente a ellas. Y la velocidad de deformación que presenta se relaciona, a través de la viscosidad, con esas fuerzas tangenciales. Así, su viscosidad representa su resistencia al movimiento, por lo que es una propiedad fundamental en su mecánica.
En condiciones normales (25 ºC de temperatura y 1 atmósfera de presión), el agua es un fluido líquido. Y su volatilidad como líquido está relacionada con su presión de vapor, que corresponde a la presión en la que la fase líquida del agua y la de vapor se encuentran en equilibrio, a una temperatura determinada (puesto que la presión de vapor varía con la temperatura).
En resumen, el conocimiento de las propiedades del agua expuestas y otras nos permitirá, con ayuda de la teoría de la mecánica de fluidos, dominar algunos de sus comportamientos específicos y otros fenómenos relacionados con su movimiento. Por ejemplo:
- Sus regímenes de movimiento laminar y turbulento.
- El campo de velocidades del agua en su transporte por tubería.
- El fenómeno de cavitación.
- El golpe de ariete.
Los ingenieros deben tener siempre en cuenta estos fenómenos con el fin de desarrollar un diseño adecuado de las infraestructuras hidráulicas necesarias en los parques acuáticos. Trataremos estos y otros fenómenos relacionados con la hidráulica y la mecánica de fluidos, y su aplicación práctica en los proyectos de parque acuático que desarrollamos, en futuros artículos.
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Por Luis Llor, ingeniero hidráulico sénior en el Dpto. de Arquitectura de Amusement Logic
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