HIDRAULICA

1. TEMA:

Hidráulica Aplicada

2. OBJETIVO:

Conocer sobre la hidráulica aplicada y sus aplicaciones fundamentales.

3. MARCO TEÓRICO:

HIDRAULICA APLICADA

La palabra Hidráulica viene del latín hydraulica y ésta del griego hydrauliké que corresponde al término femenino de hydraulikós, que a su vez se deriva de hydraulis, cuya traducción al español podría ser tubo de agua, pues se compone de dos palabras:

hydor = agua, y aulos = tubo.

1. Definiciones fundamentales

Parte que estudia las leyes naturales, que gobiernan los fenómenos mecánicos de los líquidos, teniendo dos finalidades:

 Científica: es la investigación de fenómenos y dispositivos relacionados con la mecánica de fluidos.

 Practica: es la planeación, construcción, operación y mantenimiento de obras y estructuras de ingeniería.

La hidráulica basa su estudio en un líquido ideal o perfecto cuyas características son:

 Liquido homogéneo: es aquel que carece de partículas ajenas a el, esto es que no tiene impurezas.

 Liquido incompresible: es aquel que soporta grandes presiones sin modificar su volumen;

 Continuo: que al tener movimiento, su masa no varia;

 Antiviscoso: que no ofrece resistencia a la acción de una fuerza, esto es que no presenta ninguna deformación al aplicarla;

 Isotrópico: que posee las mismas propiedades en todas direcciones y sentidos.

Hidráulica aplicada en la que la experiencia y las bases teóricas se usan para lograr el aprovechamiento del agua en proyectos de desarrollo como:

 sistemas de abastecimiento del agua potable,

 centrales hidroeléctricas,

 adecuación de tierras con irrigación y drenaje,

 puertos,

 control de inundaciones,

 recreación,

 industria, etc

2. ECUACIONES DE DISEÑO

 Determinación de Máxima Eficiencia Hidráulica

Se dice que un canal es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la misma área y pendiente conduce el mayor caudal, ésta condición está referida a un perímetro húmedo mínimo

 Determinación de Mínima Infiltración

Se aplica cuando se quiere obtener la menor pérdida posible de agua por infiltración en canales de tierra, esta condición depende del tipo de suelo y del tirante del canal.

 Diseño de secciones hidráulicas

Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales como: tipo de material del cuerpo del canal, coeficiente de rugosidad, velocidad máxima y mínima permitida, pendiente del canal, taludes, etc.

Donde:

Q = Caudal (m3/s)

n = Rugosidad

A = Área (m2)

R = Radio hidráulico = Área de la sección húmeda / Perímetro húmedo

3. DIMENSIONAMIENTO DE CANALES

Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientes denominaciones:

Canal de primer orden.- Llamado también canal madre o de derivación y se le traza siempre con pendiente mínima, normalmente es usado por un solo lado ya que por el otro lado da con terrenos altos.

Canal de segundo orden.- Llamados también laterales, son aquellos que salen del canal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub – laterales, el área de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

Canal de tercer orden.- Llamados también sub – laterales y nacen de los canales laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales a través de las tomas del solar, el área de riego que sirve un sub – lateral se conoce como unidad de rotación.

Diseño de canales.- Se consideran algunos elementos topográficos, secciones, velocidades permisibles, entre otros, cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es necesario recolectar información básica como:

 Fotografías aéreas, para localizar los poblados, caseríos, áreas de cultivo, vías de comunicación, etc.

 Planos topográficos y catastrales.

 Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás información que pueda conjugarse en el trazo de canales.

Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete dando un trazo preliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustes necesarios, obteniéndose finalmente el trazo definitivo. En el caso de no existir información topográfica básica se procede a levantar el relieve del canal, procediendo con los siguientes pasos:

 Reconocimiento del terreno.- Se recorre la zona, anotándose todos los detalles que influyen en la determinación de un eje probable de trazo, determinándose el punto inicial y el punto final.

 Trazo preliminar.- Se procede a levantar la zona con una brigada topográfica, clavando en el terreno las estacas de la poligonal preliminar y luego el levantamiento con teodolito, posteriormente a este levantamiento se nivelará la poligonal y se hará el levantamiento de secciones transversales, estas secciones se harán de acuerdo a criterio.

 Trazo definitivo.- Con los datos se procede al trazo definitivo, teniendo en cuenta la escala del plano, la cual depende básicamente de la topografía de la zona y de la precisión que se desea.

4. SISTEMAS DE ALCANTARILLADO SANITARIO Y PLUVIAL

El Sistema de Alcantarillado Sanitario no es igual al Sistema de Alcantarillado Pluvial

El agua que se va por el fregadero u otro drenaje interior de una estructura fluye a una planta de tratamiento de aguas residuales o a un sistema séptico.

Esta agua recibe tratamiento antes de ser descargada a un cuerpo de agua. Las aguas que descargan al alcantarillado de pluvial no se tratan.

El agua fluye a través de las calles, las aceras y las áreas exteriores y entra a una alcantarilla pluvial, llegando así al cuerpo de agua más cercano tales como quebradas, arroyos, ríos, lagos, etc. Estos cuerpos de agua son los que nosotros

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