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21 CSI Boletín 50 CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA INGENIERÍA DE FLUIDOS MSc. Ing. Víctor A. Yzocupe1 «Más fácil me ha sido encontrar las leyes con que se mueven los cuerpos celestes, los que están a millones de kilómetros, que definir las leyes de movimiento del agua, que corre frente a mis ojos». Galileo Galilei Introducción Mecánica de Fluidos e Ingeniería Mecánica de Fluidos son términos que a veces se usan indistintamente, habiendo ciertamente diferencias entre ellos. Contribuye a esta confusión el desconocimiento que sobre el tema tiene la población. La intención de este trabajo es difundir y resaltar la importancia que tiene este campo del conocimiento para el desarrollo del país. La ciencia está definida como una doctrina metódicamente formada y ordenada, con un conocimiento cierto de las cosas por sus principios y causas; en cambio, la ingeniería es el conjunto de conocimientos y técnicas que aplican el saber científico a la solución de problemas específicos de la realidad. La Mecánica de Fluidos es parte de las ciencias físicas, y está especializada en el estudio del compor- tamiento de los fluidos en reposo y en movimiento. Un fluido es una sustancia que cambia su forma con relativa facilidad, los fluidos incluyen tanto a los líquidos, que cambian de forma pero no de volumen; como a los gases, que cambian fácilmente de forma y de volumen. La Mecánica de Fluidos forma parte de la currícula de muchas ciencias e ingenierías porque proporciona los fundamentos y herramientas necesarias para explicar y evaluar procesos y mecanismos; así como para diseñar equipos y estructuras que trabajan con fluidos en diversas áreas tecnológicas. Ingeniería de Fluidos La Ingeniería de Fluidos envuelve un amplio rango de aplicaciones que tienen en común la manipulación artificial de los fluidos en beneficio del hombre o del medio ambiente. Tales aplicaciones van desde la distribución del agua en las ciudades, la disposición de desechos líquidos, la explotación de aguas subterráneas, la conducción de agua para riego, la regulación del cauce de los ríos, la protección de la línea costera, la generación de energía eléctrica, el transporte de líquidos y gases en las industrias, hasta la construcción de vehículos terrestres, acuáticos y aéreos. La Ingeniería de Fluidos puede dividirse, princi- palmente, en los siguientes campos de aplicación: • Hidráulica • Hidro-Meteorología • Hidráulica Industrial • Máquinas Hidráulicas • Máquinas Térmicas • Aerodinámica Aplicada En la actualidad siguen surgiendo otras especia- lidades que amplían aún más el espectro de aplicaciones de la Mecánica de Fluidos. Entre ellas tenemos a la Ingeniería Aeronáutica, Ingeniería Aeroespacial, Ingeniería Vehicular, Ingeniería Naval, Ingeniería Eólica, Ingeniería Hidrológica, Ingeniería de Recursos Hídricos, Geohidráulica, Hidroinformática, Ingeniería de Costas e Ingeniería Oceánica. Hidráulica La Hidráulica planea, diseña y construye soluciones de ingeniería a los problemas de los recursos hídricos superficiales, subterráneos y marítimos que emergen en el ambiente natural o en el aprovechamiento artificial de dichos recursos. Debido a que el agua se encuentra presente en casi todas las actividades desarrolladas por el hombre, es comprensible que la Hidráulica tenga muchas áreas de aplicación. Algunas de estas áreas son: ��������� ��� �������������� ��� � 22 CSI Boletín 50 Además, existen otras áreas de aplicación donde se presentan los temas ecológico y ambiental, la construcción de modelos físicos y numéricos, la medición de flujos y el manejo de los recursos hídricos. Hidro-Meteorología La Hidro-Meteorología se ocupa de los problemas hidrológicos y meteorológicos ligados al medio ambiente, a las fuentes de agua, su conservación y control, pronósticos, etc. '�()&� )���*)*���(&� .����������� 0 �� �� ���� " ��G�-� ��������� ��-� ������ ��� � ����� ����� ��� ������������ ��� �� �-� ������� ����-�������� ��� � �� � ��#� 0 �� �� ��� )��! ��� .���� �� � �������� ��� ��������� ���! ����-� ����������� ��� ��� �����-� ���������� ��� ����-������ � ��������������-�������� ����� � ������� ������� �����#� 0 �� �� ��� � ���� �� � ���������� � ������� ��� ��� ������#� .���� �� ��������<�-� �����-����� �����-���� ����� ��� � ����� ��� ��#� " ��G�� ��� �� ������-� �������� ���������������� ����������#� 0 �� �� ��� ��������� ��� ��� ����-� �����<�-� ��%��G��� ������������ ���� ���-�� �������� � ����#� 0 �� �� ��� ;������ 1� � ����� ��� ����� �������-� �����<�� ��� ������������! �� �������������! ���#� 5���� ����������������� ������#� 0 �� �� ��� 1������ ���� .C������ ��-� �� ������ � �������� ��� ���������#� ������ ��� �� ��� � �������� ��� ��� ����� ��� ��#� � '�()&� )���*)*���(&� 0 ��� ������ " ��G�� � ���� ��� ����� ������ �� � ������ ��� ��������� �� � ��� �� ��#� � &������ ��� ������ ��� ��� � � ����������#� � �� � ��� ��� ��� ������ �� �� !���� ���-� ������-� � !��-� �� ��������-� ��� � ���� � ����������������� �����#� 0 �� �� ��� .C��� ������ �� ������ ��� )�� ��� � ������ ��� ��� ���<��� �� � ��� ������-� ������������ ������� �������� �� �������� �� � ��� ��� ��� �%� ���� ��� ��������� �� � ���������� ������������������ ��#� ��� ��� ��� �� �� ���� ��� ��� � ��G�� ��� ������������� �� �� ���� ������������������� �� ����� ��� ������#� 0 �� �� ��� '� ����� ����� � ������ ��� ��� ��������� � ���� � ���� �� ��������������� ��������� &� ���#� ��� ��� ����� ��� ����������������-� �� �� ��� ��� �!�� ���-� ���<�� ��� �����-� � ������ ��� �������� ���� ! 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Principalmente se tienen las siguientes áreas de aplicación: '�()&� )���*)*���(&� '� �� ��� ��� 1 ��� �������������� ��� � � �������� � �����#� .��� � ����� � 3��� ����� ��� 1 ��� ���������� � ������������-� ���� ����� ��� ������ ��� ��� &�� ��#� � %� �������!����� '�����������!������������-� ���� ������!����-��������!��#� '��������� 5�� ���&��� ���� 5��� ����� ����-� ���� �����������������#� � ������� � ������������ ���� ��� �������� ������� ��-���������� ����#�� � �������������� �������������������� �����������������#� � � Aerodinámica y sus Aplicaciones La aerodinámica es una ciencia que estudia la interacción entre los cuerpos móviles y la atmósfera, en especial las fuerzas aerodinámicas producidas. Podemos identificar las siguientes áreas de aplicación: '�()&� )���*)*���(&� ����� � ��� ���/����� " ��G�� ���� ������<�� � ����� ��� ���� �����������-� ������!��-� �������� � � ���#� " ��G�� ��� ������ ���� ������ ��� ��� ��������#� " � ��� ���� !����-� �������� ��� ��� ���� �������� ����� � ���� �����������������#� ����� � ��� ���/��������� " ��G�� ��� ��� ����������� ��� ������ ��� �� ������ �-� ���� �! ���� ��� ����<����-� �� ����-� ������� ��� ����� !���� ���� � !��������� ������#� ����� � ������ '�������� ����� " ��G�� ��� ��������� ����� ��<����� �� �������� ����� � ���� �C��� ��-� ������ �� �� ������ ����-� ������� ������ ����-� �������� ��������� ��� ���� ��#� ����� � ��� ������� ��� " ��G�� ��� �&� ���� ��� �� ���� � ���� ���� � �� �� ���-� ������ ��� ���������������-� ������ ��� �������� ���� �� ���� ����� ������ !����#� � � 24 CSI Boletín 50 Ingeniería de Fluidos en el Perú En 1968 fue creado el Departamento de Mecánica de Fluidos en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos por iniciativa del Dr. Rafael Dávila Cuevas, Decano de la antigua Facultad de Ciencias, y del Ing. Guy B. Gerlier, experto en Cooperación Técnica de la Embajada Francesa. En 1984 fue creada la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica de Fluidos como parte de la Facultad de Geología, Minas, Metalurgia, Ciencias Geográficas y Mecánica de Fluidos. Luego en 1990 se creó el Departamento Académico de Ingeniería Mecánica de Fluidos en la misma Facultad. En la actualidad, la Escuela de Ingeniería Mecánica de Fluidos forma parte de la Facultad de Ciencias Físicas desde 1992. El ingeniero mecánico de fluidos es capaz de explicar y predecir el comportamiento y respuesta de los fluidos a las diversas situaciones encontradas en la realidad; además, está capacitado para realizar diseños y soluciones de ingeniería, desarrollar investigación aplicada y, gracias a su sólida base en ciencias físicas y matemáticas tiene la capacidad de realizar transferencia tecnológica; es decir, interpretar, adaptar y aplicar la tecnología a la realidad nacional. Actualmente, la Escuela de Ingeniería Mecánica de Fluidos de la UNMSM está empeñada en la mejora de su infraestructura y especialmente de sus laboratorios para convertirse en el ente líder de la Ingeniería de Fluidos y prestar su aporte al desarrollo científico y tecnológico del país. Ingeniería de Fluidos en el Mundo Las instituciones más reconocidas a nivel mundial, que realizan investigación y desarrollan tecnología de punta en el campo de la Mecánica de Fluidos y de la Hidráulica, son las siguientes: ���� ������������� �� ����������� �� ��-� ;� !��� �������1��������-� ???# ��I�� I���������#��� ��� �� �� "����� ��������������� ��������/�� ���� .�� ���� ��-�3� ������� ��������5�������� -� ???#�� �#J��#��� 1��� �� �������� ��������� ���������0 ����� �-� 0 ������ ��������.�! ��� ������.�� ���� ��-� ???# ��#��� 0������� 8� �������������� -�3��������1����������)�� �� � ����� ��-�"�����;� !��� � ����5�������� -� ???#������������� #����� 0������� K 9�"�����0 ����� ��-�???#?������#��� 0������� "����� ��������������� ��-�� ��� ���'������� ���1� ����-�5�������� ������ �� � ��-� ???#��# �#��#�J� ����������� K ����C����� ��������5�������� �(K �5*-� ???#?����C#��#�J� ����������� 0 ����� ���3��������K ��� �������9��-� ???#��?��� ������#��#�J� ����������� "�� ���0 ����� ������ �����("0�*-� ???#�� #�J� " �� ����� �������� ���������� �� ������0 ����� �� .�� ���� �������3�������-�???# ���#���� .���G�� "����� ��������������� ���������������� ��-� � ����������������� ��������5�������� -� ???# �#���L���L������# �#���� ;1�� ��?������ ��������0 ����� ��3�������-� 5���;� !��� � ������?�-�???# ��#� �?�#���� ;1�� ;#1#��� �'��������.�� �����-� ???#�����#�� # �� ;1�� ;#1#������� ����1��!� �M�K �����1���� � ???#?����#����#��!� ;1�� � 1 Profesor de la Facultad de Ciencias Físicas, Laboratorio de Fluidodinámica-DAIMF-FCF-UNMSM. Bibliografía � Chow, V.T. y D.R. Maidment, L.W. Mays. 1994. Hidrología Aplicada. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá, 584 pp. � Fox, R.W. y Alan McDonald. 1995. Introducción a la Mecánica de Fluidos. McGraw-Hill, México, 916 pp. � Mataix, C. 1982. Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. HARLA S.A., México, 660 pp. � Muller, A. 1999. IAHR Research Agenda. International Association for Hydraulic Research, Zurich, 40 pp. � Pashkov, N.N. y F.M. Dolqachev. 1985. Hidráulica y Máquinas Hidráulicas. Editorial MIR, Moscú, 431 pp. � Shames, I.H. 1995. Mecánica de Fluidos. McGraw-Hill, Santafé de Bogotá, 825 pp. � Yzocupe, V. A. 2001. Investigación e Ingeniería Hidráulica. Revista Hidráulica y Termofluidos, Año 2, N.° 2, EAPIMF- UNMSM, Lima, pp. 14-15. � Yzocupe, V. A. 2002. Mecánica de Fluidos e Ingeniería de Fluidos. Revista Campus, Año 2, N.° 15, UNMSM, Lima, pp. 12-13. ����� � ��� .C��� ������ ,������� ��� �4������ ��� ! ����� ����� � ���� ��� � ��G�� �� �!��� ��� ��-� �� � ��� ��� ��� ����� ������ ��� �� � ��� ��� ���� � �������� ���-���%� � � �����������#� ����� � ��� '� ����� ����� ��� ��� ��� ��� �&�� ���� �� &� ���� ��� ��� � ��G������������������ � ���� ������� ����� �� ��� ���� ���� ����� ��� ���� %��� � ������������� ���������� � ��#� "�����������������?��������� �� ����#� � ��& � ,*�+�� �)-&� /���N�� ������� ���������)�� ��" �� ��-� ???#!J #��#��� �&�� ��� ���� �������� &��� %�������)�� ���� ���5�������-�???# ��#��� )���� �� 9������� ����O�0 ����� %������� &��� %��� ����)�� ��������O����� ����=�� ����� ,�� ����� %������5�������-�???# ���#��� )���� �� ���� ���������0 ��� ����� ��-�;� !��� ������� N��������-�???# ��I�� IJ��������#��� ��� �� �� �
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