11. ing hidraulica
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Docente: Ing.
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
Curso: FUNDAMENTOS DE INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
Tema 09: INGENIERÍA HIDRÁULICA
U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A S
Ingeniería Hidráulica
Construye represas, canales, puertos, muelles, esclusas,
rompeolas, redes de
abastecimiento y alcantarillado
etc.
La hidráulica es una rama de la Ingeniería que se ocupa de la proyección y ejecución de obras
relacionadas con el agua, sea para su uso, como en la obtención de energía hidráulica, la
irrigación, potabilización, canalización, etc.
El agua dulce, ha sido aprovechada desde siempre por los seres humanos
para múltiples actividades, entre
las que se destacan el riego, el
consumo en las viviendas, el
abastecimiento de animales, la producción de
energía, la recreación y la
navegación.
El AGUA DULCE y el desarrollo de la civilización
La Ingeniería Hidráulica y la historia
Luego el hombre inventó las presas como medio de resolver el problema
de abastecimiento de agua y por ello deben cubrir dos funciones.
Retener el agua mediante una barrera impermeable
Ser estables y duraderas
Ingeniería Hidráulica - historia
La egipcia se desarrolló en el valle
del río Nilo en el noreste de África.
La cultura mesopotámica se
desarrolló al sur de la Península de Anatolia, entre los ríos Tigris y
Éufrates.
Las grandes civilizaciones nacieron y se desarrollaron
donde había una fuente abundante
agua dulce fácilmente
aprovechable.
Los romanos, que fueron grandes constructores e
ingenieros, con obras de evidente utilidad
pública, dejaron varios ejemplos de presas en Hispania,
destinadas sobre todo al
abastecimiento de las poblaciones
Ingeniería Hidráulica - historia
La cloaca máxima de Roma es una obra de ingeniería sanitaria para la evacuación de las aguas residuales, que se atribuye a Tarquino el Viejo (616-579 a. C.), rey de Roma.
Ingeniería Hidráulica - historia
Este gran drenaje formado por ladrillos
apilados fue construido en Harappa para la
disposición de agua de lluvia y alcantarillado
cloacal.
Harappa y Mohenjo-daro fueron ciudades de la civilización hindú que florecieron alrededor del 2600 al 1700 a. C. en
la zona oeste de del Asia del Sur
Antiguos drenajes pluviocloacles
Y cuando el agua no existía los INGENIEROS
construyeron acueductos para llevarla
de un lado a otro.
Choquequirao, Perú
Ingeniería Hidráulica - historia
Se debe subrayar la importancia de la valoración estratégica del abastecimiento de Agua Potable y del Saneamiento como motores del desarrollo en cuanto permiten,
además de la preservación de la salud:
el mejoramiento de la calidad de vida
la protección del ambiente
la reducción de la inequidad
a reducción de la pobreza
Valoración estratégica del agua potable y del saneamiento
Ya estamos al final del camino y a pesar de los esfuerzos realizados en los últimos años,
cubrir el déficit de infraestructura sigue siendo hoy en América Latina un gran desafío.
Valoración estratégica del agua potable y del saneamiento
Las Naciones Unidas han fijado como una de las metas mas importantes -si no
la principal- de los “Objetivos del Milenio” vinculados con la paz, seguridad
y desarrollo establecidos en septiembre del 2000, el de reducir a la mitad para el 2015, las personas sin acceso a agua
potable segura y adecuado saneamiento.
Textos en sánscrito describen la purificación
del agua a partir de hervirla y filtrarla.
En Egipto, por el año 1300 a. C., se hace
referencia a un sistema de sifones para separar
impurezas en suspensión.
Los romanos colocaron un sistema de
sedimentación al suministro público.
El desarrollo de los procesos de potabilización
En Venecia, la captación pluvial se canalizaba
mediante filtros de arena previos al
almacenamiento en cisternas.
Pero es recién en el siglo XVIII que los filtros de arena se patentan en Francia e Inglaterra
como sistemas de tratamiento. Luego son
aplicados a gran escala en 1804 en Escocia.
Hidrometeorología
Es el estudio desde el punto
de vista físico del fenómeno
atmosférico de la lluvia.
La Hidráulica y otras ciencias
Hidrología
Es el estudio de las aguas continentales y se divide
en:
Hidrología superficial Hidrología subterránea o
hidrogeología
Ingeniería ambiental
Busca la forma de aplicar los
conocimientos científicos y técnicos
para la mejora de todo lo que nos rodea, como por ejemplo el agua
comorecurso natural.
Hidrografía
Parte de la geografía física que trata de la descripción de
los maresy de las
corrientes de agua.
La Hidráulica y otras ciencias
Aprovechamientos hidroeléctricos
Saltos o centrales hidroeléctricas, para cuya construcción
sonnecesarias muchas y
variadas obras hidráulicas.
Aplicaciones de La Ingeniería Hidráulica
La Ingeniería Hidráulica nos ayudará a resolver problemas técnicos de cada una de las siguientes
especialidades:
Aprovechamientos sanitarios
Abastecimientos de agua potable y
alcantarillado, tanto públicos como domiciliarios.
Aplicaciones de La Ingeniería Hidráulica
Aprovechamientos agrícolas
Obras destinadas a proporcionar
riego a extensiones de riego cultivable.
Aprovechamientos industriales
Circuitos hidráulicos existentes en diversas industrias, en otro tipo de centrales (térmicas
convencionales, nucleares), e incluso en
el interior de maquinaria (motores,
circuitos de refrigeración, etc.)
Para realizar las aplicaciones de
ingeniería hidráulica es necesario realizar las Obras Hidráulicas, que
incluyen todas las construcciones que tienen por objeto
fundamental modificar de alguna forma el
curso natural del agua para hacerla útil para el
hombre.
Obras Hidráulicas
Combinaciones De Obras Hidráulicas
Necesarias
Para lograr modificar el curso del agua, no
basta con realizar una sola obra hidráulica,
sino que es necesario realizar un conjunto
de ellas diferenciadas por la misión que han
de cumplir.
Se trata de recoger el agua superficial o subterránea. Para ello se construyen:
Obras Hidráulicas Captación y regulación
PRESAS que tienen como objetivo retener el agua superficial:
Para elevarla y desviarla hacia otro cauce más alto o utilizarla para generar energía eléctrica.
Para generar un ecosistema en zonas dañadas medioambientalmente.
Para embalsarla en épocas en las que hay aportaciones importantes para poder utilizarla en época de sequía.
Para desviarla hacia otro cauce.
POZOS que tienen como objetivo captar el agua subterránea.
POZOS para retener el agua residual.
AZUDES que tienen como objetivo retener el agua superficial al igual
que la presa pero en menor escala.
Captación y regulación
Obras Hidráulicas
Una vez que se ha captado el agua hay llevarla hasta el lugar de utilización, para lo cual se utilizan conducciones
que pueden ser canales o tuberías.
TransporteObras Hidráulicas
Dependiendo del uso final que se quiera dar con el agua serán necesarias un tipo de obras u otras.
Centrales hidroeléctricas para generar energía.
Redes de riego.
Usos
Redes de abastecimiento a poblaciones e industrias.
Redes de saneamiento.
Estas obras han aparecido dada la
necesidad de controlar un recurso
natural como el agua que está llegando a su agotamiento.
Obras hidráulicas de Uso Múltiple
Este agotamiento hace extremar el buen uso del agua, tratando de que no se desperdicie y de que su
uso sea el más conveniente para lo cual
hay que tratar de que las obras sirvan para varios
usos.Uso múltiple:
Embalse para riegos o energía y crear una riqueza piscícola.
El embalse puede alimentar una central hidroeléctrica y a la salida de ésta desviarse por un canal para riegos. Etc.
Norma OS.010Captación y conducción de agua para
consumo humano
Reglamento nacional de edificaciones
Su objetivo es fijar las condiciones para la elaboración de los proyectos de captación y conducción de agua para consumo
humano.
CAPTACIÓN
El diseño de las obras deberá garantizar como mínimo la
captación del caudal máximo diario necesario protegiendo a la fuente de la contaminación.
Se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones
generales:
aguas superficiales aguas subterráneas Pozos Profundos Pozos Excavados
CONDUCCIÓNSe denomina obras de conducción a las estructuras y elementos que sirven para
transportar el agua desde la captación hasta al reservorio o planta de tratamiento.
Canales
La velocidad del flujo no debe producir depósitos ni erosiones y en ningún caso será menor de 0,60
m/s
CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD
Accesorios
Válvulas de aire Válvulas de purga
TuberíasLa velocidad mínima no debe
producir depósitos ni erosiones, en ningún caso será menor de
0,60 m/s
La velocidad máxima admisible será:
En los tubos de concreto: 3 m/s
En tubos de asbesto-cemento, acero y PVC: 5 m/s
Norma OS.030Almacenamiento de agua para consumo
humanoLos sistemas de almacenamiento tienen como función suministrar agua para consumo humano a las redes de
distribución, con las presiones de servicio adecuadas y en cantidad necesaria que permita compensar las variaciones de
la demanda.
Norma OS.040Estaciones de bombeo de agua para consumo
humanoLas estaciones de bombeo tienen como función trasladar
el agua mediante el empleo de equipos de bombeo.
El caudal de los equipos deberá satisfacer como mínimo la demanda máxima diaria de la zona de influencia del
reservorio.
Norma OS.050Redes de distribución de agua para consumo
humanoEsta Norma fija los requisitos mínimos a los que deben sujetarse los diseños de redes de distribución de agua para
consumo humano en localidades mayores de 2000 habitantes. Diámetro mínimo
El diámetro mínimo será de 75 mm para uso de vivienda y de 150 mm de diámetro para uso industrial.
VelocidadLa velocidad máxima será de 3 m/s.En casos justificados se aceptará una velocidad máxima de 5 m/s..
PresionesLa presión estática no será mayor de 50 m en cualquier punto de la red. En condiciones de demanda máxima horaria, la presión dinámica no será menor de 10 m.
Hidrantes contra incendioLos hidrantes contra incendio se ubicarán en tal forma que la distancia entre dos de ellos no sea mayor de 300 m.
Norma O.S. 060Drenaje pluvial urbano
El objetivo de la presente norma, es establecer los criterios generales de diseño que permitan la elaboración de proyectos
de Drenaje Pluvial Urbano que comprenden la recolección, transporte y evacuación a un cuerpo receptor de las aguas
pluviales que se precipitan sobre un Área urbana.
Norma OS.070Redes de aguas
residualesEsta Norma contiene los requisitos mínimos a los cuales deben sujetarse los proyectos y obras de
infraestructura sanitaria para localidades mayores de 2000 habitantes.
Norma OS.080Estaciones de bombeo de aguas
residualesEsta Norma señala los requisitos mínimos que deben cumplir
las estaciones de bombeo de aguas residuales y pluviales, referidos al sistema hidráulico, electromecánico y de
preservación del medio ambiente.
0S.090Plantas de tratamiento de aguas
residualesLa presente norma está relacionada con las instalaciones que
requiere una planta de tratamiento de aguas residuales municipales y los procesos que deben experimentar las aguas
residuales antes de su descarga al cuerpo receptor o a su reutilización.
Norma OS.100Consideraciones básicas de diseño de
infraestructura sanitaria
Previsión contra Desastres y otros riesgos
Período de diseño Población Dotación de Agua Variaciones de Consumo Demanda Contra incendio Volumen de Contribución de Excretas Caudal de Contribución de Alcantarillado Agua de Infiltración y Entradas Ilícitas Agua de Lluvia
Información básica
1.Presa de las Tres Gargantas
En China, sobre el Río YangtséInicio: 1994, terminación: 2011
Las tres Presas más grandes del planeta
2. Represa de Itaipú
En Brasil y Paraguay, sobre el Río Paraná.Inicio: 1970, terminación en tres etapas: 1984, 1991 y 2003.
3. Presa de Guri (Central Hidroeléctrica Simón Bolívar)
Venezuela, sobre el Río CaroniInicio: 1963, final 1986.
1. Canal de Panamá.Inaugurado en agosto de 1914. Considerada como una de las mejores obras de ingeniería. Une el océano Atlántico con el Pacífico y mide 80 km. La ampliación se debe inaugurar en agosto de 2014.
Los tres canales más grandes del planeta
Vía fluvial para pasar del Mar Mediterráneo al Mar Rojo, cruzando el Golfo de Suez. Mide tiene 161 km de largo.Su recorrido que se aproxima a una línea recta hasta el lago.Cerca de 25000 barcos atraviesan sus aguas cada año.Traslada petróleo del golfo Pérsico hacia Europa del este.
2. Canal de Suez
Mide más de 1700 kilómetros de longitud. Une Pekín (norte) y Hangzhou (este).Está dividido en siete subcanales .Es aproximadamente 10 veces más largo que el canal de Suez y 22 veces más largo que el canal de Panamá.Se empezó a construir en el Siglo V a. C.
3. Gran canal de China
Los proyectos de irrigación en el PerúLos principales proyectos de infraestructura del sector agrario tres componentes: las inversiones relacionadas a la incorporación de tierras
agrícolas. las inversiones relacionadas al mejoramiento del riego. las inversiones relacionadas a la generación de energía
eléctrica.
Obras de cabecera: Presa de regulación
(Embalses o reservorios). Presa de
derivación(Bocatoma). Estación de
bombeo(pozos).
Obras de conducción: Desarenador. Canales de Conducción. Obras de arte( sifones,
acueductos, puentes , alcantarillas).
Obras de riego o distribución: Canales de drenaje. Dispositivos de riego
tecnificado.
Se inició el 03 de octubre de 1971 .Es un "Proyecto Regional Integral de Desarrollo Agrícola y Energético", para dinamizar la economía de la Región Sur del país.
Proyecto Especial Majes Siguas
Se encuentra comprendido, dentro esta a una altitud promedio de 1375 m.m.s.m. a 100 km de la ciudad de Arequipa, vía Panamericana Sur, con dirección Nor-Oeste.
Es un sistema de irrigación que se extiende en gran parte de la costa de la Región La Libertad.
Comprende la parte baja de las cuencas de los ríos Santa, Chao, Virú, Moche y Chicama.
Proyecto Especial Chavimochic
Proyecto Olmos Esta ubicado en la Regional Lambayeque.Se trasvasa las aguas del río Huancabamba de la vertiente del Atlántico hacia el Pacífico a través de un túnel trasandino de 20 km. Volumen: 790 mil m3. Las obras deben culminar en septiembre del 2014.
La central Cañón del Pato es una de las centrales que
mayor energía aporta al Sistema
Interconectado del Perú (SINAC).
Central hidroeléctrica “Cañón del Pato”Está ubicada en el río Santa,
Huaylas, Áncash, 1913, a 500 Km al noreste de Lima y a 153 Km al este de Chimbote. Fue diseñada por el
ingeniero Santiago Antúnez de Mayolo.
Hidráulica Inca
Este complejo ha sido distinguido por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE por sus siglas
en ingles) como maravilla dela Ingeniería Civil.
El respeto al entorno natural y la tecnología usada para movilizar las aguas de los
manantiales son un modelo de ingeniería hidráulica.
TipónComo una muestra emblemática de la sabiduría hidráulica Inca destacamos Tipón, poblado ubicado a 23 km al sur este del Cusco a una altitud de 3560 msnm, ubicado en el distrito de Oropesa, provincia de Quispicanchis,
Fue un adoratorio mayor donde se rendía culto al
agua con el cuidado y la veneración que los incas trataban a
este elemento.
Se destaca que es el único complejo Inca, que
está en perfecto funcionamiento.
Tipón
video de TIPON. HIDRAULICA DE CANALES
GRACIAS