curs d'aigua excavat per l'home From Wikipedia, the free encyclopedia
En enginyeria, un canal hidràulic és una construcció destinada al transport de fluids —generalment utilitzada per dur aigua— i que, a diferència de les canonades, és oberta a l'atmosfera. També s'usen com a vies artificials de navegació. La descripció del comportament hidràulic dels canals és una part fonamental de la hidràulica i el seu disseny pertany al camp de l'enginyeria hidràulica, una de les especialitats de l'enginyeria civil.
El coneixement empíric del funcionament dels canals es remunta a diversos mil·lennis. En l'antiga Mesopotàmia es feien servir canals de reg,[1] en la Roma imperial s'abastien d'aigua mitjançant canals construïts sobre grans aqüeductes, i els habitants del Perú dels Inques construïren en alguns llocs dels Andes canals que encara funcionen. El coneixement i estudi sistemàtic dels canals s'inicia al segle xviii, amb Chézy, Bazin i d'altres.
A la Península Ibèrica, en zones d'influència musulmana, són freqüents les séquies. Una séquia no és altre que un canal de reg. En general es pot considerar que un canal transporta més aigua que una séquia. A la pràctica hi ha canals petits i séquies de grans dimensions, realitat que fa imprecisa la classificació exposada.
Els diversos sistemes de canals emprats en la Roma clàssica són representatius dels sistemes de canals anteriors i posteriors.[2]
Bàsicament n'hi havia de tres tipus:
Pel que fa a la seva ubicació física, els canals romans podien estar a l'aire lliure, en un túnel o enterrats (circulant l'aigua per la llera del canal, deixant una superfície lliure).
Els elements geomètrics són propietats d'una secció del canal que pot definir-se completament per la geometria de la secció i la profunditat del flux. Tals elements són molt importants per a calcular l'escorriment.
Les característiques geomètriques són la forma de la secció transversal, les seves dimensions i el pendent longitudinal del fons del canal. Les característiques hidràuliques són la profunditat de l'aigua (h, en m), el perímetre moll (P, en m), l'àrea mullada (A, en m²) i el radi hidràulic (R, en m), totes funció de la forma del canal. També són rellevants la rugositat de les parets del canal, que és funció del material amb el que ha estat construït, l'ús al qual s'ha destinat i del manteniment, i el pendent de la línia d'aigua, que pot ser o n o paral·lel al pendent del fons del canal. El radi hidràulic es defineix com:
essent i l'àrea i el perímetre moll.
L'estudi detallat dels aqüeductes romans permet analitzar els trams canalitzats que en formaven part. Un aqüeducte consta d'un conjunt d'elements bàsics:
Des del punt de vista de les dades generals són interessants altres conceptes:
A més d'algunes obres clàssiques que tracten dels aqüeductes romans (bàsicament les de Vitruvi i Frontí), hi ha alguns estudis especialitzats sobre el tema que poden consultar-se a la xarxa.[34]
Els diversos trams d'un aqüeducte calia construir-los amb un pendent adequat. Un pendent poc inclinat no permetia una circulació adequada de l'aigua, amb poc cabal i tendència a les obstruccions accidentals. Un pendent massa pronunciat tampoc no era ideal: hi havia una tendència a l'erosió de la llera i a una circulació excessivament ràpida de l'aigua. El pendent dels conductes d'aigua romans varia entre el 0,15 i el 0,30 %. Vitruvi aconsellava pendents del 0,5 %.[35][36][37]
Abans de la construcció i al llarg de les diferents etapes constructives calia mesurar els nivells i els desnivells de forma acurada. Els romans empraven diversos instruments per a mesurar nivells i alineacions:
A partir dels aqüeductes estudiats és possible afirmar que els romans mesuraven amb molta precisió els nivells i les orientacions verticals. No es pot dir el mateix de les orientacions horitzontals en túnels i indrets no visibles directament.
Les parts d'un aqüeducte que anaven per la superfície no arribaven al 20 percent. Els canals superficials anaven protegits, totalment o parcial, amb lloses de pedra. Aquesta solució era la més econòmica sempre que l'orografia ho permetés. Els treballs d'excavació eren mínims i el manteniment i les reparacions eren fàcils i ràpides.
Més freqüent que la solució anterior, aquesta opció era molt semblant des del punt de vista tècnic. Quan la profunditat del canal era reduïda (de l'ordre de tres metres o menys) les excavacions es podien fer des de la superfície, sense foradar túnel. Els treballs eren ràpids i econòmics. A diferència dels túnels, en una rasa relativament superficial hi poden treballar una munió d'operaris.
Sempre que era possible es preferien els túnels. La seva secció típica era d'un metre d'ample, aproximadament, i uns 2 metres d'alt. Això permetia una excavació relativament fàcil i la realització còmoda de les tasques de manteniment. Cada 30 o 60 metres hi havia un pou vertical que comunicava el túnel amb la superfície (aquests pous s'anomenaven puteus o lumen en llatí). Cada pou estava proveït d'escales, o un sistema equivalent, permetent que els oèraris poguessin baixar i pujar amb facilitat. La boca del pou estava normalment tancada i protegida amb lloses o un muntatge semblant.
La conducció d'aigua en els trams finals, o en casos particulars, es podia fer amb canonades de terrissa. Un conducte estava format per unitats modulars de forma troncocònica d'uns 70 centímetres de llarg. La boca petita encaixa d'una peça encaixava en la boca gran de la peça veïna. La boca gran acostumava a tenir un cordó de reforç formant part integral de la peça. També eren freqüents els encaixos o canals rebaixats per a millorar l'estanquitat del conjunt. Les peces de terrissa anaven unides per argamassa hidràulica formant un tancament impermeable.
Alguns mòduls de terrissa eren de secció rectangular amb els extrems adaptats per a ser encaixats.
De forma similar al cas anterior, quan calia, es podien emprar canonades metàl·liques de bronze o de plom. Fabricades a partir de peces tubulars d'una certa llargària.
Les canals d'aigua pròpiament dites (aquelles parts d'un canal que entraven en contacte amb l'aigua), amb independència de l'estructura adoptada (pedra picada, maçoneria o formigó) havien de ser impermeables a l'aigua i tenir una superfície relativament llisa. Ambdues qualitats s'obtenien aplicant un revestiment basat en l'anomenatopus signinum.[41][42][43] La secció de la canal que havia de dur aigua es revestia de diverses capes i la darrera capa s'allisava amb cura. La feble rugositat obtinguda amb el mètode descrit permetia una circulació d'aigua amb un fregament mínim, i dificultava el dipòsit de matèries estranyes o la formació d'incrustacions a les parets.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.