CAPÍTULO PRíMERO PENDIENTE MAXIMA DE UNA ESCALA

CAPÍTULO PRíMERO
PENDIENTE MAXIMA DE UNA ESCALA
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Considera^ciones genera^lea.
Es bien patente y olaro el constante crecimiento de una industria
de vital importancia en la vida narional, y natura;l el d^eseo de que tal
marcha cantiníre libre de toda traba y favore^cida por todos los medios.
Pero semejante desarrollo, tan necesario y favorable, es frecwentemente incompatible con la e.cplotación de otras riquezas natu,rales no
ménos dignas de consideración que quedarán reducidas a proporciones
inapreciables y quizá totalmente aniquiladas, si no se toman las precauciones debidas.
La riqueza piscícola de agua d^ulce no es en manera alguna. despreciable. El salmón, por sí solo, constituye una fuente de ingresos tan
importante que justifica, plenam^ente todos los esfuerzos que se hagan
en pro del aumento y propa^gación de la. especié y, sin embargo, de
ranos cincuenta ríos salm^oneros con qu^e se corytaba en el norte de Espar"ia, apenas si nos dtt^edan una docena.. Pero es que aun prescindiendo del salmón, varios :miles de humildes familias encu^en^tran en la
pesca de la ^tnicha y otras especies los recursos suficientes para su
modesto biierte^star, tan respetable como una patente industria basada en
]a pesca fluvial, que está bien ]ejos de ser imposible cuando los ríos
están debidamente acondicionados.
Las pre^as de fábricas, molirvos, insralaciones ^hidroeléctricas, etc.,
en cuanto alcanzan alguna altura, opon^en obstáculos inf,ranqueables
a las ^especies migratorias que se ven^ imposibilitadas de completar el
ciclo d'e su vida, produ^ciéndose rápidamente la despoblación de los
ríos, por lo que respecta a algunas de ellas, en g.ran parte de s^u curso
y frecuentemente e.n stt totalidad; de esto se dieduce la necesidad de
ha^cer compatible la inevitable presencia de estos abstáculos con la su-
$
JOS^ MARÍA GARCÍA NÁJERA
hervive^xia de la riqueza piscícola. Pero todavía debiera irse más ]ejos
y pensar que indudablemente exisUen muchos ríos que casi o en absoluto despoblados, por lo menos de especies valiosas, podrían suministrar gra,ndes contingerrtes de pesca si a ello no se opusiera•n no
ya las presas y otros impedimeratos artificiales, sino los naturales, constitúídos por rápidos o cascadas imlwsibles de remontar si no se instalan escalas o pasos que permítan superarlos con la necesa:ria facilidad.
Ciertarnente que estos obstáculos mecánicos son só18 wn^a parte
de ^los factores que se oponen a la vida de los peces, porque no puede
perderse de vista la impurificación de las aguas motivada, por el vertido de residuos de fábricas que, muchas veces, dará,n lugar a prohleinas difíciles de resolver v en las que activamente se ^trabaja con la
indudable tenacidad y competencia de técnicos de reconocida autoridad. Pero esto está fuera de nuestso al^cance, y aun todavía; al redactar este trabajo, limitado a es^tudiar una de las posibilidades de s^uper^ar aqnaellos obstáculos mecánicos, nos concreta^mos solamenhe al aspecto hidráulico de la cuestión, es decir, a^tratar de ^la manera de frenar las corrientes que se originan en la escala o paso, de forma que
las velocidades medias tengan valores adecuados a la capacidad de los
pe^ces para remontarlas. No nos ocuparemos más que incide,n^talmerrte
del probbema biológíco, o sea de las condiciones accesorias que debe
:eunir para atraer a los peces y que nada se oponga a su instinto de
fra.nsponer el obstáeul^o y.realizar sus periódicas emigraciones, y decimos condiciones accesorias n^o porque se trate de negarles importan^cia,
,ya que es evidente que por znuy bien resuelto q1^e esté el problema
hidráulico, si ]os peces no toman ]a escala., é5ta para nada sirve, síno
porque estimamos que la^ cuesiión últimra^nente. citada, la hidráulica, es
Ia previa y fundame^h^tal, sin la que todo lo demás resultaría perfectaménte inútiL
'
Para
redu^eir
la
velocidad
de
la
corrienrte
en
la
escala
o
paso,
lo
^
primero que se ocurre es oponerle obstáculos sálidos que, bien por rozámiento^ bien provocando cámbios en la dire^eción de ]a corriente o
por medio de sucesivos ensaavchamientos y estrechamientos de la seccióri^de paso del agua, etc., o conjugando a la vez vaa-ios efiectos, se
vaya a^bsorbier^do 1a energía de la corriente hasta que su velacidad quede dentro de los límites fijados. Pero pronto se tropieza con slerids
tiroblemas, porque los abstáculos deben dejar entre sí huecos d^e suficientes dimensiones para ' que e^l pasó de 1os peces sea no solamente
APLICACIÓN DEL FRENADO HIDRÁULICO A LAS F.sCALAS SAL\iO^IERAS
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nosible, sino convenientemente fácil, y éstos no encuentren dificultad+es
que, aunque ver^cibles, sean supe.riones a su natural ins+tinto de remontar la corriente. Sin embargo, ^Ian sicío muchos los modelos ideados,
pero en todos ellos aparece la dificultad señalada, que obliga a la adopción de pendient^es muy pequeñas, lo que, a su vez, se refleja en longitudes exageradas en cua^nto que la altura de Ia presa es algo considerable, y aun modernamente, des^ués de minuciosos estudios realizados
en laboratorios hidráulicos, es difícil pasar de una pendierL^te del 20
por 100, que queda prácticaanente bastante disminuída debido a la neeesidad de instalar artesas intermedias dp descanso.
El" frenado hidráulico puede vencer tales dificultad^es porque loa
obstáculos que opone a la corriente no lo son^ para el pez, y esta idea
]levó seguramente a MACDoNALn y CAMi;xF a concebir sus correspondien^es tipos de escalas, de ^las cuales, la primera funcionó perfectamerl^te con pc^vdiente del 25 por 100, pero tenía algunos in^convenientes derivados de su complicada construcción. En cuanto a la de CA^tr~R^, a la que algunos llaman de tabi,ques Zíquidos, diremos que puede
lrarécer semejan^te al primer tipo que varrlos a estudiar, Pero difieren
ba^sta^rbte en su concepción. En efie^cto: CAMT~RÉ frenaba el agua que
baja por ^la escala, oponien^do a su movimiento los citados tabiques
líyzcidos, ^constituídos por chorros que salen por las paredes y fonclo
o por este ítltimo solam^ente, y a tal objeto, la dirección de ellos forma
un ángulo d^e 45° con 1a dle la corriente, mientras que en n^uestro sistema dichos ch^orros va^rr casi pegados al fondo y de ninguna manera
se trata de realizar aquellos tabíqu'es líqu^idos. Claro es que en^ una y
otra el procedilniento de cálcudo es el mismo, pues e.ni ambas s^é consigue el frenado merced a la fuerza viva de los ahorros de agua opuestos a la corriente ; pero la ^idea dle ^los tabiques de CAM^RÉ earLduce inIn^ediatamente a aquella in^clinación de 45°. Por el contrario, el funclamenito de la escala que expondremos más adelante y la teoría del
mavim^ile,nto del agua que ]e sigu^e ,n^os lleva, sin duda a,lguna, a lá-minas de agwa casi directamente opuestas y a considerar como esencial un cierto desnivel inicial con objeto de reducir el consumo de
agua.
En el presente trabajo vamos a estudiair, ad^emás de la escala de
canal que acabamos de mencionar, otro tipo que 1lamarerrlos de ^ozo,
de funcionamiento intermitente, basada en el mismo principio de frenado hidráulico, y que nos parece apropiad'a para presas de gran
altura.
ÍD
JOSÉ; MARÍA (:ARCÍA NÁJERA
Pendiente de u^na escaJa saimonera.
Teórica^nente una escala de ca,taal con ftlenado hidráulico ,puede
llegar a ser vertical, pero en la práctica, atun^ considerando sol^mente
et aspecto hidrodinámieo cíel problema, esto, no es posíble y difícilmenUe se llegaría a ángulos con la horizontal de 60 grados. 5i tenemos
en cueMa 1as condiciones en que se er^ettentran los peces al remontarla,
el límite de la pendierdte resulta mucho menor. Parec^ entonces conveniente hacer wras breves consideraciones que nos orienten acerca
dle ^la máxima perddiente que podemos dar a una escala, ya que rua¢i^to
mayor sea aquélla resultará ésta más corta ^y, por lo rtanto, más económi ca.
Un cuerpo en reposo sui^ergido en un flúido de peso específico S,
qtne se nrueve con una velocidad u, experimenta urv em,pujle en el sentido de la^ corriente que puede suponers^e proporcional al cuadrado de
la velocidad y a la secció.n transversal máxima del ctuerpo que llamareanos s, cuando la forma de éste varía poco, es decir, cuando los cuerpos de diferentes dimensiones que podemas considerar son prácticainente sen^,ejantes; en estas corxíiciones, siendo k un cceficiente canstante y llannando g a la aceleración de ^la gravedad, la acción del flúido
en movimien^to sobre el cuerpo tendrá par expresión :
kasu=
^g .
y si suponemos que un pez pued^e mantenerse corutra una corriente
hor.izorLtal de velocidad máxima um, es evidente que el mayor esfuerza que puede hacer será:
k a s u=m
2g .
[^1
Consideremos ahora un canal que forma un^ ángulo a con la horizontal (fig. 1.a) y en el que existe ^u1a corriente de agua cíe velocidad u; tendrem^os que un pez que se zn.am^tenga con'tra ella tendrá que
efeetuar e1 esfi^era.o ^
kasu=
2^ ^
APLiCACIÓN
I)F,L FRF.NADO
HII)RÁULICO A LAS ESCAL.4S SAl ^tOtiERAS ^^
más el necesario para vencer la compan^ente paralela a la corriente
de su peso, ^, ;^^, por consiguiente, el esfuerzo total que tendrá que
realizar será :
psena-[-
kEsu'
,
Z
g
y como el mayor qu^e [ntede hacer es el dado por la expresión [1),
rtsulta evidente qu^e si e^t el c'ana^l queremos tener la velocidad u, la
Figura i.`
ma^y^or pe^ndiente que se pu^ede admitir para qu^e s^ea aooesible vendrá
dada por ,la ecuación :
psena-}
kasu=m
kasu=
_
2g,
2g ^
de donde ismnediatamente se dedu,ce :
sen a =
kas
( usm - ua).
^8P
[21
Ah^ora bien : el volumen del pez podlemos expresar[o por el producto f s^ de su secr.ión transversal má^ima por su longitud total y
por un coeficiente de forma, y entonces, como su peso específico es
precis^am^ente ^^e;l d^el a^gua, su peso -será s f s l, con lo que, sustituyendo
en la c^cuaeión anterior, resultará :
sen a =
k
(u=m - u=).
2gfa
[3j
JOSÉ MARÍA GARCÍA NÁjERA
Los peces que interesa considerar aquí, principalmente truchas
y salmones, están admiral^lemente conformados para la marcha; d,e
marye,ra que no estará muy lejos de la realidad admi2ir para tocbs un
mismo cceficiente de fittura. Así, podemos dar a; k el va^lor 0,25, y a f
hacerlo próximamente iguai ^ dos 4ercios, Con ^lo que, sustituyendo en
la fórmula anterior, se tendrá cómo valar de orientación:
[4j
StT1 a = ^^^ (U*m - ps).
El valor de úm puede deducirse de la altura que e1 p^ez ptbede salt'ar; si esta altura es h, evidenten:ente; a^l salir cíel agua, lo hará con
una velocidad
u= ^2gh,
clue podemos considerar como la máxima que puede alc.anzar el pez
en agua^s tranquilas y, por lo tantof como la d',e ^la corriente más fuerte
c,onira la^ que puede mantenerse ^ un corto tiempa. Para el sa(món,
por ejemplo, aunque se le ,ha visto sal^tar hasta 3,45 m., se admite
como mási-cno 1,80 m., que, según la fórmvla anterior, equivaldría a
una. velocidad de 6 m. seg.-1. Ciertame^nte que, co^mo ya hemos ituíicado, sólo por breves momentos podría ma^ttenerse corutra tal corriente ; pero si se tíeñe en cuenfia que el erripuje varía con cl cuadrado
de la velocidad, se comprende que, rebajando ésta un poco, aquél dismint>ly^e con^idera.blemenie, y así, reduciendo la velocidad a los tres
cuartos, el empuje valdrá el 56 por 100 solazttervte. Un valor admisible para u m puede ser entonces :
am-0,75v2gh,
^
[5!
o s^ea, en nuestro caso, 450 m. seg.-1, y si tomamos 2,50 m. seg.-1
y 0,60 m. para u y Jt, respe^ctivamente, rws resu^ltará que Ja máxima
pendiente de da escala no podrá pasar d^el 53 por 100, que corresponde
a un ángulo de 28° aproximadamerute.
Si suponemos que el máximo esfuerzo de que es capaz un pez
swbierido por una escala lo podeinos expresar por una fracción de su
peso a^i, te,ndremos, segtín ,[ 1]:
.
k8suam
^2g
=ap=aEfs^;
APLICACIÓN DEL FRENADO IiIDRÁULICO A LAS F.SCAIAS SALMONERAS 1 ^
de donde:
s
um=
2gof?,
k
.
y sustituyendo en [3), t^miendo en cuenta los valores admitidos para
k y ^, resul^Ca fácilmente :
sen a = o -
0,02
^
u=.
[61
De algun.as experiencias realizadas por D^Ni^, se deduce que el esfuerzo realizado por un pez remontando un ca.nal está com^prendido
^ entre el 60 y el 70 pár 100 de su peso, con lo que, por términb medio,
nos resu^ltará de la fórmula an•terior :
sen a = 0,65 - • ^'02 u',
x
V con los va^lores de ^t y ^ que an^tes hemos utilizado^ iríamos a p'arar
a tu^• ángul^o de 2^6°, o sea tma pendien^te d,el 49 por 100 e.n números
redotld^os, bastante oancordante con la que antes hemos obtenido.
•
Segím acalyamos de ver, atuique el frenado hidráulico permite
cons^ervar un valor determin^ado de la velocidad deI agua. con pendie.nte mt^y fuerte^ existe un límite para el que la escala ya no es accesible
gor pequeña que sea aquella vel.acidad.
'