Análisis experimental de la longitud del rodillo de un resalto hidráulico en canales rectangulares compuestos con rugosidad uniforme del lecho en condiciones de pendiente cero

Abstract

Este estudio investiga el comportamiento de los resaltos hidráulicos en canales rectangulares compuestos con lechos uniformemente rugosos, una configuración común en sistemas de flujo a cielo abierto tanto naturales como artificiales, pero poco explorada en la literatura existente. Mientras que la investigación tradicional se ha centrado en lechos lisos o parcialmente rugosos en canales prismáticos, este trabajo aborda dicha laguna mediante el análisis experimental de las variaciones en la longitud del rodillo en canales con secciones de flujo mayor y menor rugosificadas con elementos plásticos consistentes. Los experimentos se realizaron en un canal cerrado y horizontal, variando la rugosidad del lecho (ε = 0-12 mm) y los números de Froude (F₁ ≈ 2-9) para simular condiciones de flujo realistas. Se utilizaron parámetros adimensionales para derivar correlaciones empíricas entre la longitud del rodillo y la rugosidad relativa del lecho, mostrando una relación inversa consistente. La regresión estadística confirmó fuertes tendencias lineales entre la rugosidad relativa y los coeficientes del modelo derivados para ambos tipos de lecho, con altos coeficientes de determinación (R² > 0.97). Los hallazgos demuestran que la rugosidad total del lecho mejora de forma significativa la disipación de energía al reducir la longitud del rodillo, lo que ofrece implicaciones prácticas para el diseño de cuencas de disipación más compactas y eficientes en canales compuestos.