LOCOS POR LA HIDRAULICA

ALCANTARILLAS

2013-09-22T14:14:00.001-07:00

I ALCANTARILLAS

Una alcantarilla es un conducto relativamente corto a través del cual se cruza el agua bajo la vía de un costado a otro. Incluye, por lo tanto, conductos con cualquier sección geométrica: circulares y alcantarillas de cajón principalmente.

El diseño de la alcantarilla consiste en determinar el diámetro más económico que permita pasar el caudal de diseño sin exceder la carga máxima a la entrada (Hw) atendiendo también criterios de arrastre de sedimentos y de facilidad de mantenimiento.

I.1. Localización

Las alcantarillas están compuestas por las estructuras de entrada y salida, el conducto o tubería de cruce propiamente dicho y las obras complementarias de encoles y descoles que conducen el agua hacia o desde la alcantarilla, respectivamente.

Se proyectan en los cruces de corrientes, para desaguar pocetas o cajas colectoras de cunetas, filtros o zanjas de coronación, en los puntos bajos cuando el drenaje confluye hacia la vía y en los terraplenes proyectados en planicies inundables para permitir el paso de las aguas, evitando que el terraplén actúe como dique.

Con respecto al eje de la vía, las alcantarillas pueden ser preferiblemente normales aunque pueden presentar un ángulo de sesgo o esviaje cuando se trata de cruces de corrientes en los cuales se conserva la dirección del drenaje natural o corriente (ver Figura 4.14). En los casos en que no se puede mantener el patrón de drenaje natural o resulte muy larga la estructura, es necesario proyectar la alcantarilla normal al eje de la vía o con un menor sesgo y construir las obras adicionales necesarias, tales como canales, que aseguren la entrega y la continuidad de la corriente intersectada por la vía.

En cuanto a su alineamiento vertical, en general las alcantarillas deben conservar la pendiente de la corriente o del terreno natural, pero si ésta es muy fuerte, se podrá disminuir siguiendo los criterios expresados en el numeral 4.4.6.3, considerando nuevamente las obras necesarias en la salida para asegurar la continuidad y la entrega adecuada de las aguas. Asimismo, las alcantarillas se deben proyectar con una pendiente mínima que garanticesu autolimpieza.

I.2. Caudal de diseño

El caudal de diseño de la alcantarilla es el caudal que debe transportar la estructura. Así, cuando la alcantarilla se requiere en el cruce de una quebrada, el caudal de diseño se obtendrá aplicando las metodologías descritas en el Capítulo 2 (método racional, etc.). En el caso de alcantarillas que reciben cunetas, subdrenajes o bajantes, el caudal de diseño corresponde a los caudales captados por las estructuras aferentes.

Cuando se proyecta una batería de conductos iguales (igual diámetro, cota y pendiente), se puede asumir que el flujo o caudal se repartirá uniformemente entre las tuberías. Así, por ejemplo, si se proyectan dos tuberías, el caudal circulante por cada una de ellas será la mitad del caudal total de diseño.

caja colectora a la entrada, pues se requieren grandes cortes y obras para atravesar el canal de salida o descole a través del terreno adyacente, obras que si son necesarias se deben realizar. Sin embargo, resulta conveniente analizar la posibilidad de localizar las alcantarillas en aquellos tramos cortos donde se interrumpe la sección en cajón y se presenta una sección a media ladera con muro lateral para sostener la banca. En estos casos, la alcantarilla atraviesa el muro y entrega libremente formando un chorro sin control que origina problemas de socavación en el pie del muro. Este problema se deberá resolver construyendo las obras apropiadas para ello.

I.3 Obras complementarias: canales y rápidas lisas o escalonadas

Al igual que en las estructuras de entrada, a la salida de las alcantarillas se pueden requerir estructuras adicionales como canales o rápidas que aseguren una adecuada entrega a la corriente o al terreno natural.

I.4. Estructuras de entrada

I.4.1. Pocetas o cajas colectoras

En los drenes longitudinales, se proyectarán, a intervalos regulares, cajas de registro o buzones de registro que permitan controlar el buen funcionamiento del drenaje y sirvan para evacuar el agua recogida por la tubería del dren, bien a un colector principal, bien a una cuneta situada, por ejemplo, al pie de un terraplén, a una vaguada natural o a otros dispositivos de desagüe.

Con independencia de lo anterior, deberán colocarse cajas de registro o buzones en todos los cambios de alineación de la tubería de drenaje.

La distancia entre dos cajas o buzones consecutivos oscilará en general entre 80 m y 100 m y dependerá de la pendiente longitudinal del tubo y de su capacidad de desagüe, de la disposición general del drenaje y de los elementos naturales existentes.

I.4.2. Aletas, cabezotes y soleras

Los muros de cabecera o cabezotes y de aletas retienen el material del terraplén, protegiéndolo de la erosión y acortando la longitud de la alcantarilla, además de dar estabilidad al extremo de la tubería al actuar como contrapeso ante posibles fuerzas de subpresión. Las aletas ayudan a guiar el flujo hacia la alcantarilla, mejorando su desempeño hidráulico. Su orientación y su longitud se proyectan para asegurar la entrada del flujo al conducto. Atendiendo al criterio hidráulico, un ángulo de 45º es ideal para las aletas (Referencia 4.19), pero se podrá modificar para las condiciones específicas en cada caso.

Las placas de solera protegen la tubería contra la erosión, facilitan la entrada de agua al conducto y contrarrestan las fuerzas de subpresión.

I.4.3. Obras complementarias: canales y escalones

En función de los niveles de la corriente interceptada con respecto a la vía, se pueden requerir obras complementarias tales como canales o rápidas lisas o escalonadas que conduzcan el agua adecuadamente hasta la entrada de la alcantarilla. Así, por ejemplo, en los cortes de gran magnitud en que la vía está localizada muy por debajo del terreno natural, es necesario emplear rápidas escalonadas para conectar la corriente existente en la parte superior con la alcantarilla que cruza bajo la vía, mientras que si la diferencia de nivel no es tan alta, se puede emplear un canal.

I.5. Estructuras de salida

Las estructuras de salida son transiciones entre la alcantarilla y la corriente receptora y, por lo tanto, sus criterios de diseño también se basan en el hecho de no alterar drásticamente los patrones de flujo del cuerpo de agua receptor (en cuanto a caudal y velocidad) y en no generar problemas de socavación.

I.5.1. Aletas, cabezotes y soleras

Como se expresó para las estructuras de entrada, las aletas cabezotes y soleras de salida cumplen una función hidráulica direccionando el flujo y disminuyendo la velocidad de salida, así como una función estructural conteniendo el terraplén y dándole estabilidad a la tubería.

I.5.2. En muros

En las vías que a lo largo de grandes longitudes se desarrollan en una sección en cajón, se dificulta el desagüe de las alcantarillas con poceta ocaja colectora a la entrada, pues se requieren grandes cortes y obras para atravesar el canal de salida o descole a través del terreno adyacente, obras que si son necesarias se deben realizar. Sin embargo, resulta conveniente analizar la posibilidad de localizar las alcantarillas en aquellos tramos cortos donde se interrumpe la sección en cajón y se presenta una sección a media ladera con muro lateral para sostener la banca. En estos casos, la alcantarilla atraviesa el muro y entrega libremente formando un chorro sin control que origina problemas de socavación en el pie del muro. Este problema se deberá resolver construyendo las obras apropiadas para ello.

I.5.3. Obras complementarias: canales y rápidas lisas o escalonadas

OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS " PROYECTO LAS BAMBAS "

2013-09-19T08:38:00.002-07:00

OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS " PROYECTO LAS BAMBAS "

TRAZO FUERABAMBA

I Introducción

Las obras de drenaje proyectadas están conformadas por estructuras transversales, las mismas que han sido diseñadas considerando ciertos criterios.

Las estructuras proyectadas se han concebido sobre la evaluación y análisis del escenario correspondiente a la vía Nuevo Trazo Fuerabamba.

En este escenario, las obras de drenaje transversal, se han proyectado teniendo en cuenta las alcantarillas existentes en los últimos kilómetros del camino existente y los cursos naturales que interceptarán el eje del proyecto vial.

Las obras propuestas en el tramo de la vía de Nuevo Trazo Fuerabamba están constituidas por estructuras tipo marco de concreto y tipo tubería metálica corrugada cuya ubicación y características de las alcantarillas tipo marco presenta a continuación y las alcantarillas tipo TMC se muestran en el Anexo I sumando un total de 206 alcantarillas proyectadas:

II Alcantarillas

II.A Criterios de diseño

El dimensionamiento de las obras nuevas estará en función al requerimiento hidrológico de la zona de estudio, tales como precipitaciones y adicionalmente en función al comportamiento hidráulico de las estructuras existentes que cruzan drenes y/o acequias de riego.

El tipo de material empleado en la construcción de las alcantarillas debe ser resistente a las condiciones climáticas de la zona, ya que el proyecto vial se desarrollará cercano a bofedales por lo tanto es importante prevenir procesos corrosivos.

El tiempo de retorno utilizado para el diseño hidráulico de las alcantarillas con descarga de escurrimiento superficial proveniente de precipitaciones pluviales será igual a 50 años.

II.B Diseño hidráulico

El diseño hidráulico se realizará de acuerdo a la siguiente metodología:

El dimensionamiento de alcantarillas se efectuó utilizando el Método de la Federal Highway Administration (FHWA) que permite calcular la carga de entrada de la alcantarilla en función de las condiciones de borde de la entrada y geometría de la sección transversal, para ello, se requiere de datos del caudal Q que se desea conducir, la gradiente o pendiente, coeficiente de rugosidad “n” del conducto y tipo de revestimiento de la alcantarilla. En el ingreso, la contracción de los filetes líquidos origina un abatimiento del perfil de la superficie libre en cuyo punto de inflexión se presenta el tirante crítico, sección de control que relaciona el tirante con el caudal de descarga y donde se presenta las características del flujo crítico. La FHWA ha generado mediante modelos de regresión una expresión polinómica que da lugar a la obtención de la carga hidráulica a la entrada de la alcantarilla y propone la siguiente ecuación:

He=(a+bzF+c(zF)^2+d(zF)^3+e(zF)^4+f(zF)^5-0.5i)D

Donde:

He: Carga de entrada (m)

a…f: Coeficientes de regresión

Q: Caudal (m3/s)

D: Altura de la alcantarilla (m)

B: Ancho de la alcantarilla (m)

i: Pendiente longitudinal (m/m)

z: Factor de conversión de unidades métricas (1.81130889)

F: Factor en función del caudal y dimensiones de la alcantarilla Q/ (BD^1.5).

Las pendientes longitudinales adoptadas estarán en función a pendientes que no produzcan fenómenos de erosión regresiva a la salida de las alcantarillas, recomendándose una pendiente 1% para evitar dichos procesos erosivos.

II.C.1 Tipo de alcantarillas propuestas

Para establecer el tipo de alcantarilla, se ha tenido en cuenta las condiciones agresivas del suelo y del clima donde se ubican las alcantarillas propuestas, y de acuerdo a la función que cumplirá cada alcantarilla proyectada dentro del Proyecto Vial, ya sea como elementos que cumplen función de pases de agua de riego en zonas de cultivo ó pases de flujos en quebradas y para descarga de cunetas, en todos los casos se ha adoptado alcantarillas tipo marco de concreto de secciones variables con pendiente longitudinal recomendada de 1% y alcantarillas tipo TMC Tubería Metálica Corrugada con dimensiones mínimas de 36”.

II.C.2 Estructuras de entrada de alcantarillas

Las estructuras de entrada de las alcantarillas nuevas serán tipo aleros inclinados, se ha considerado conveniente colocar este tipo de entrada ya que las alcantarillas se ubican en zonas donde la carretera va en relleno y requiere el ingreso del agua de las zonas que quedan por debajo de la rasante de la carretera. Se tendrá la precaución de colocar un sistema de protección de los taludes del terraplén al ingreso de la alcantarilla, lo cual se propone para evitar, en cualquier caso, la erosión del terraplén de la carretera, más aún si especialmente se encuentran en los casos en los que los taludes están directamente expuestos al paso del flujo de agua al ingreso.

II.C.3 Estructuras de salida de alcantarillas

Asimismo, se indica que todas las estructuras proyectadas tendrán salida tipo aleros inclinados para contener el relleno del terraplén.

II.C.4 Estructuras de protección a la entrada y salida de alcantarillas

Las estructuras de protección al ingreso y salida de las alcantarillas se instalan con la finalidad de evitar cualquier acción erosiva del flujo que perjudique su estabilidad, además de brindar protección a la zona adyacente al terraplén de la carretera.

El estudio ha considerado proteger el ingreso y salida de alcantarillas mediante emboquillado de piedra de 0.15 m de tamaño nominal.

II.D Obras complementarias

Las obras complementarias propuestas corresponden a elevar la actual subrasante en los sectores donde se ubicarán las obras de drenaje transversal para dar pase a los flujos de las descargas pluviales y las que cumplen función de pases de agua de riego.

II.D.1 Elevación de subrasante

La elevación de la actual subrasante será necesaria para que puedan encajar las obras de drenaje transversal que estarán constituidas principalmente por alcantarillas tipo marco de concreto, las cuales ofrecen alturas variables entre 1.0 m y 3.0 m. Asimismo se deberá elevar la subrasante en las zonas con nivel freático superficial principalmente las que están ubicadas cerca a zonas de bofedales.

II.D.2 Cuneta lateral Tipo C-I.

A lo largo del recorrido de la calzada proyectada, se ha identificado algunos sectores donde el nivel de la rasante se ubica por debajo del nivel de las laderas adyacentes, en ese sentido, se ha previsto proyectar cunetas laterales revestidas que permitan la recolección de la escorrentía superficial proveniente de dichas laderas y de la plataforma. Las características geométricas de las cunetas laterales muestran a continuación.

II.D.3 Cuneta lateral Tipo C-II.

A lo largo del recorrido de la calzada proyectada, se ha identificado algunos sectores donde se han proyectado banquetas en las zonas de corte, por lo que se han proyectado cunetas en baquetas revestidas que permitan la recolección de la escorrentía superficial proveniente de dichas laderas y de la plataforma de la banqueta. Las características geométricas de las cunetas tipo II se muestran a continuación.

II.D.4 Sub Dren Tipo I.

A lo largo del eje proyectado, hay algunos sectores donde se han identificado zonas de taludes húmedos por lo que es necesario proyectar estructuras que permitan captar el flujo sub superficial y evitar que entren en contacto con el pavimento, para dicho fin se proyectaron sub drenes laterales los cuales están constituidos por un material filtrante recubiertos por un geotextil. Los cuales descargan por medio de una tubería hacia el talud inferior.

II.D.5 Gaviones.

De acuerdo a la evaluación de campo se han detectado ciertos tramos donde son necesarios proyectar gaviones debido en gran parte a la inestabilidad que se podría generar en el talud superior. La planilla de gaviones proyectados se muestra en el informe de Geología.

II.D.6 Zanjas Coronación.

En ciertos tramos se han proyectado zanjas de coronación en talud superior con fines de captar el flujo proveniente del talud superior y evitar erosiones y derrumbes.

Consideraciones para el Diseño de Cruces de Drenaje

2013-09-11T11:48:00.005-07:00

Las dimensiones de las estructuras de drenaje deberán estar basadas en un cierto caudal razonable de diseño, así como en las características del sitio ( Figura I ).

FIGURA I

La determinación del caudal correcto de diseño o de un valor razonable es de importancia fundamental, para que la estructura pueda funcionar correctamente y para prevenir fallas en las estructuras.

Un caudal razonable de diseño se basa comúnmente en un

a tormenta que tiene una frecuencia de recurrencia (periodo de retorno) de 20 a 100 años, dependiendo del tipo y valor de la estructura y de los reglamentos locales. Cualquier alcantarilla tiene una capacidad de flujo limitada que no debería excederse. Los puentes también tienen una capacidad específica para la sección transversal de diseño, pero es generalmente grande. El diseño de vados o cruces en estiaje se basa en estimaciones tanto de los caudales mínimos como de los máximos para ese drenaje en particular, pero son menos sensibles a las estimaciones del flujo. La mayoría de los métodos de determinación del caudal implica la definición o estimación del área de drenaje. Este trabajo usualmente se realiza mediante la delineación del área de la cuenca de captación sobre un mapa topográfico (Figura II).

FIGURA II

Idealmente, deberían usarse mapas topográficos a una escala de 1:10 000 o 1:20 000 para el diseño del proyecto de drenaje. Sin embargo, es frecuente que en muchos países la escala del mapa más detallado disponible sea de 1:50 000, por lo que este tipo de mapa debería emplearse.

Cuando menos debería usarse el llamado Método Racional, basado en la precipitación pluvial, para determinar la descarga de pequeñas cuencas de captación, con un área de

drenaje de no más de aproximadamente 120 hectáreas.

El metodo Talbot recurre directamente al Método Racional y puede resultar útil para hacer una estimación preliminar del diámetro de tubería necesario, en función del área de drenaje. Sin embargo, el Método Talbot no toma en consideración la intensidad variable de la lluvia ni el periodo de retorno, por lo que carece de precisión. En situaciones ideales se podrá contar con métodos estadísticos basados en análisis de regresión de datos regionales de flujo en arroyos o con datos reales de caudales en arroyos locales, y se podrá usar esta información. En cuencas de captación extensas se puede contar con datos específicos de estaciones de aforo, los cuales se podrían analizar estadísticamente y usarse en el diseño hidráulico para determinar los caudales correspondientes a distintos periodos de retorno. Las marcas de niveles altos del agua y las mediciones de la geometría del cauce se pueden usar junto con la Fórmula de Manning , para determinar la velocidad de flujo y por lo tanto el volumen de flujo (descarga, o capacidad) a través del cauce para un cierto nivel máximo del agua. Se puede recurrir a una gran variedad de métodos disponibles para el diseñador, a fin de determinar los caudales de diseño. Se debería usar cuando menos un método analítico e idealmente un par de métodos para comparar los resultados entre sí y ganar confianza en sus valores del caudal de diseño. Los métodos típicos de análisis para diferentes tamaños de cuencas de captación se muestran en la Tabla I.

e Captación

Área de la Cuenca	Análisis Típico
equeña (hasta 120 ha ó 300acres)	Método Racional, Método de Talbot, Experiencia Local
Mediana (hasta 4,000 ha ó 10,000 acres)	Analisis de Regresión, Marcas de Niveles Altos de Agua-Fórmula de Manning, Experiencia Local
Grande (más de 4,000 ha)	Datos de Aforos en la Estación Hidrométrica, Marca de Niveles Altos de Agua, Análisis Estadísticos

INSTALACIÓN DE TUBERÍA GRP

2011-11-07T20:17:00.000-08:00

INSTALACIÓN DE TUBERÍA GRP

FIG. instalación Tuberia GRP PN-16 DN800mm

A. La tubería se instalará de acuerdo con las prácticas recomendadas AWWA M45 – Fiberglass Pipe Design.

B. El criterio para deflexión en las uniones para este Proyecto será:

1. Diseño de Curvas de la Tubería: 60 por ciento de la deflexión máxima.

2. Instalación: Hasta 75 por ciento de deflexión máxima en uniones individuales.

C. EL CONTRATISTA deberá probar a presión, con aire o con agua, las uniones individualmente. La intención al probar las uniones es confirmar que los empaques estén instalados adecuadamente y que no existe fuga excesiva. En la Publicación Titulada, “Tuberías de Owen Corning Recomendaciones de

instalación y manipulación para tuberías enterradas” en la página 33, muestra el equipo de verificación de los acoplamientos. El equipo está limitado a una presión máximo de prueba de 6 bares. La junta de prueba es requerida para 3.5 bares.

El procedimiento a seguir en la prueba con aire de una unión se describe a continuación. EL CONTRATISTA podrá presentar un procedimiento alternativo de prueba, dependiendo del modelo y capacidad del equipo para probar uniones que se proponga.

1. Determinar la presión de prueba. La presión de prueba para tubería de Gran Diámetro deberá ser 3.5 PSIG (0.24 bar). Adicionalmente se le suma 0.43 PSIG (.03 bar) a la presión de 3.5 PSIG (0.24 bar) por cada pie (30 cm.) de carga de agua por encima de la parte superior de la tubería.

2. Colocar el Probador de Uniones en posición tal que los elementos del extremo (anillos neumáticos inflables) estén ubicados a ambos lados de la unión que se va a probar. Inflar los elementos extremos a 50 PSIG (3.45 bar).

3. Presurizar con aire la cavidad central para probar la presión calculada según el Paso 1 anterior. Dejar que la presión se estabilice (aproximadamente 10-15 segundos) y cerrar la fuente de presión.

4. Si la presión en la cavidad se mantiene, o cae menos de 1 PSIG (0.69 bar) en 5 segundos, se considerará la unión como aceptable. Si la presión cae más 1 PSIG, la unión es defectuosa y deberá ser reparada

5. Cuando se termine la prueba de la unión, se evacuará toda la presión desde la cavidad central hasta 0 PSIG, y después desde los elementos extremos a 0 PSIG.

El Probador de Uniones podrá entonces ser transportado y colocado en posición sobre la próxima unión que vaya a ser probada.
EL CONTRATISTA podrá elegir el empleo de un procedimiento de prueba con agua.

D. Cualquier trabajo dentro de la tubería deberá ser realizado con cuidado para evitar daños. No se insertarán dentro de la tubería cables, brazos para izar u otros dispositivos. Todo mecanismo para izar, halar o empujar tendrá que ser aplicado al exterior de la tubería.

E. El llevar la tubería a su lugar será logrado mediante el empleo de un dispositivo mecánico para halar, al menos que EL INTERVENTOR acepte otra cosa. Ninguna tubería será golpeada o clavada para llevarla a su sitio.

F. Los métodos de limpieza deberán ser aceptables por EL INTERVENTOR, y deberán ser suficientes para remover todo sedimento, rocas u otro escombro que pueda haber entrado a la tubería durante su instalación, y deberá también cumplir los requisitos de la Sección 15995 - Prueba y Desinfección de Tuberías.

Excavación de zanjas para tubería

2011-10-23T21:53:00.000-07:00

La realización de la zanja y su rellenado depende de los siguientes parámetros:

entorno
características de la tubería ( tipo de junta y diámetro)
profundidad de colocación.

La inclinación de los taludes de la zanja debe estar en función de la estabilidad de los suelos (niveles freáticos altos, presencia de lluvias, profundidad de excavaciones y el ángulo de reposo del material) y su densidad a fin de concretar la adecuada instalación, no olvidando el aspecto económico.

En zonas con nivel freático alto, cabe la posibilidad de tener que efectuar entibados o tablestacados en las paredes de la zanja, a fin de evitar derrumbes, asimismo, es posible tener que efectuar operaciones de bombeo a fin de bajar el nivel freático o recuperar una zanja inundada.

Por debajo de la calzada perder la demolición de la vía de circulación, con recorte previo de los bordes de la zanja para evitar la degradación de las partes colindantes. La anchura es poco superior al ancho de la zanja.

La excavación suele efectuarse con una pala hidráulica cuyas características están adaptadas al diámetro del tubo, al entorno y a la profundidad de colocación.

Durante la ejecución se tendrá cuidado para:

estabilizar las paredes, bien mediante taludes, bien por blindajes
expurgar los flancos de los taludes para evitar que caigan bloques de tierra o de roca.

La anchura de la zanja es función del diámetro nominal, la naturaleza del terreno, la profundidad de colocación y del método de blindaje y compactación.

El ancho de la zanja nivel de la parte superior de la tubería debe ser lo menor posible, de manera que permita una instalación correcta y eficiente, esto minimiza la carga de la tierra sobre el tubo. Así, un aumento en el ancho de zanja por encima de la clave del tubo no incrementa la carga de tierra sobre la tubería. Este aumento de ancho se consigue dando pendiente adecuada a los costados de la zanja.

Una zanja angosta dificulta la instalación de la tubería (tendido y compactación).

Como recomendación general se sugiere el siguiente ancho de la zanja al nivel de la clave del tubo: DN+0.50m.

Las zanjas de realizan en cada punto con la profundidad indicada por el perfil longitudinal. Salvo estipulación diferente de las bases técnicas, la profundidad normal de las zanjas es tal que el espesor del relleno no sea inferior a 1 metro por encima de la generatriz superior del tubo.

Prueba Hidráulica en lineas de agua

2011-10-21T13:58:00.000-07:00

La finalidad de ejecutar la prueba de la tubería en el campo consiste en comprobar únicamente si el trabajo realizado durante la instalación, el manipuleo y el empalme de los tubos están perfectamente ejecutados. debe entenderse claramente que esta operación no se refiere a la comprobación de la resistencia del material, tarea que se ha llevado a cabo antes que el tubo salga de la fabrica y que se realiza bajo estrictas normas de control de calidad, de acuerdo a las recomendaciones de las normas nacional y de obras de carácter internacional.

Se aconseja no aumentar mucho la presión de prueba con respecto a la presión de trabajo. la tubería se prueba en fabrica a 4 veces la presión de trabajo, según la clase correspondiente, con lo que queda asegurada ampliamente se resistencia.

Excederlas con el aumento de presión no mejora las condiciones de funcionamiento y si en cambio puede dar lugar a fatigas de los materiales constitutivos del sistema: tubería, piezas especiales, arranques domiciliarios, anclajes, etc.

antes de efectuar la prueba de presión se debe verificar que la tubería especialmente las piezas especiales, estén debidamente ancladas. ademas debe existir relleno sobre la tubería, con excepción de las conexiones, este relleno debe tener una altura aproximadamente de 50 cm.

En las partes altas de la linea en prueba, cambios de dirección y extremos cerrados, se deberá prever la colocación de una adecuada cantidad de elementos de purga de aire( válvulas), los que permitirán la eliminación del aire que puede introducirse accidentalmente, así como el que trae el agua en disolución al llenar el agua la prueba de presión.

La longitud de la linea de tubería a probar no debe exceder de los 400 metros, recomendable longitudes menores a medida que se instalen tubos de mayor diámetro.

Criterios de Selección de Sistemas de Riego

2011-09-18T22:04:00.000-07:00

En general parte de la evaluacion Tecnico-economico para lograr la mejor opcion del sistema de riego, es tomando principalmente:

La localizacion
Tipo de cultivo
Disponibilidad del agua
Rentabilidad economica

y otros aspectos tales como

Propiedades y caracteristicas del suelo
Limitación topograficas
Factores que dependen del cultivo
Compatibilidad del sistema con el resto de las operaciones agrícolas

En la evaluación se debe tener en cuenta los factores siguientes:

El costo por Ha (Hectarea) del sistema de riego, que pueden limitar su uso a cultivo de alta rentabilidad economica o viceversa
Sistemas que requieren mucha mano de obra
La vida util y los costos de mantenimiento del sistema,

asi mismo en el suministro de agua se debe considerar

La cantidad de agua disponible durante el periodo de estiaje
Requerimiento de agua
Calidad de agua

apuntes de clase de ING. HORQQUE FERRO SAUL PRIMITIVO

Cavitación en tubería, Sifón

2011-09-17T15:09:00.000-07:00

Siempre que la tuberia queda por encima de la linea de gradiente ( linea piezometrica)hay presion negativa.

en la figura se observa un estrechamiento en la tubería. se produce aumento de la velocidad y por consiguiente debe haber una disminución de la presion. siel estrechamiento es muy grande, como el mostrado en la figura, la linea de gradiente queda por debajo de la tuberia y se produce presión negativa.

en la figura se observa una tuberia que une dos estanques y que por alguna razon, que podria ser de tipo topografico, tiene un tramo alto que queda sobre la linea de gradiente. a este sistema hidraulico se le denomina sifon. H es la carga.

La linea de gradiente esta representada aproximadamente por la linea recta que une las superficies libres de los estanques( en realidad la linea de gradiente no es recta, pues la tuberia no lo es).

todo el tramo que esta sobre la linea de gradiente tine presion negtiva. en los puntos de interseccion entre la linea de gradiente y la tuberia la presion es cero.

debe tenerse presente que hablamos de presiones relativas. por lo tanto" presion cero" significa " presion atmosferica" y "presion negativa" significa " presion menor que la atmosferica".

En el tramo de tuberia en el que la presion es menor que la atmosferia se libera al aire contenido en el agua y si la velocidad no es suficientemente grande el aire queda retenido en la parte superior de la tuberia impidiendo la normal circulacion del agua.

si la presion disminuye mucho aparece vapor de agua y el problema se agrava. por lo tanto un sifon debe diseñarse de modo que la presion este siempre por encima de la correspondiente a la formacion de vapor a la temperatura del agua.

para el calculo del sifon se aplica la ecuacion de la energia entre Ay C

donde

V: velocidad media en la tubería

el máximo valor de z depende del valor que se admite para la presion absoluta en C. A fin de evitar la discontinuidad en el escurrimiento por desprendimiento de vapor, esta presión no debe ser inferior a la vaporización del fluido a la temperatura de operacion del sistema. en C se debe tener un valor de la velocidad que sea lo suficientemente alto como para arrastrar las burbujas de aire.

se debe procurar que en el tramo ascendente de la tuberia las perdidas de carga sean minimas.

si hubiera que instalar una valvula de control debe hacerse en el tramo descendente.

se denomina cavitacion al fenomeno de formacion y desaparicion rapida de burbujas(cavidades) de vapor en el seno del liquido. las burbujas se forman en las zonas de reduccion de presion. al ser conducidas a zonas de mayor presion explotan provocando un ruido caracteristico.

En un sistema hidraulico debe evitarse de cavitacion por las siguientes razones

a) la cavitacion significa una discontinuidad en el escurrimiento y por lo tanto una reduccion de la eficiencia de conduccion.

b) la cavitacion significa inestabilidad en el escurrimiento y puede dar lugar a ruido o vibraciones.

c) la ruptura de las burbujas produce tensiones muy fuertes que pueden conducir a la falla estructural de la tubería.

la posibilidad de cavitación se describe por medio de un parametro adimensional denominado parametro de cavitación.

p es la presion absoluta en el punto considerando, Pv es la presion absoluta de vaporizacion del liquido a la temperatura existente, p es la densidad del liquido y V es la velocidad media.

Se observa que el parametro de cavitacion es una forma del numero de euler.

La presion absoluta de vaporizacion varia, como es sabido, con la temperatura. hay curvas y grafucos que expresan la presion absoluta de vaporización en funcion de la temperatura. sin embargo debe tenerse en cuenta que el agua contiene impurezas, sales, que obligan a aceptar valores practicos diferentes. para temperaturas normales se acepta que la presion absoluta de vaporizacion del agua es el orden de 0.2 a 0.3 Kg/cm2...

ALCANTARILLAS: Consideraciones de Diseño

2011-09-10T15:49:00.000-07:00

ALCANTARILLAS

Las alcantarillas son estructuras de cruce, que sirven para conducir agua de un canal o un dren por debajo de un camino u otro canal (figura 1). Generalmente, las alcantarillas reduce el cauce de la corriente, ocasionando un represamiento del agua a su entrada y un aumento de su velocidad dentro del conducto y a la salida.

Son ductos que permiten el paso del agua de un lado a otro de la vía. Las alcantarillas deben clasificarse principalmente desde el punto de vista de su ubicación. Capacidad (diseño hidráulico) y resistencia (diseño estructural). Se requiere la ayuda de personal calificado para escoger debidamente la alcantarilla de acuerdo con los factores mencionados.

Las alcantarillas pueden tener forma circular, rectangular o elíptica. Las alcantarillas pueden prefabricarse o construirse en el sitio, a criterio del encargado. Por lo general, aquellas construidas en el sitio tienen forma cuadrada o rectangular, mientras que las prefabricadas son circulares o elípticas. A menudo se construyen pasos de dos o tres ductos en forma cuadrada o rectangular una al lado de la otra, o “baterías de tubos” unos al lado de los otros. Las alcantarillas de sección cuadrada o rectangular se fabrican de concreto armado, las de forma circular se hacen con tubos de concreto o de acero corrugado. Las secciones elípticas se fabrican, por lo general, con planchas de hierro corrugado

fig. 1 Alcantarilla

Consideraciones Hidraulicas

El escurrimiento a través de una alcantarilla generalmente queda regulado por los factores que se mencionan a continuación

Pendiente del lecho de la corriente aguas arriba y aguas abajo del lugar
pendiente del fondo de la alcantarilla
altura de ahogamiento permitido ala entrada
tipo de entrada
Rugosidad de las paredes de la alcantarilla
Altura del remanso de salida

El estudio de los tipo de flujo atreves de las alcantarillas ha permitido establecer las relaciones existentes entre la altura de agua a la entrada del conducto, el caudal y las dimensiones de la alcantarilla.

Para el diseño de una alcantarilla el proyectista debe fijar:

El caudal de diseño
La altura de Agua permisible a la entrada
la altura de agua a la salida
La pendiente con se colocara el conducto
Su longitud
El tipo de entrada
Longitud y tipo de transiciones
La velocidad del Flujo permisible a la salida

Sistemas de riego

2011-08-31T08:05:00.000-07:00

Sistemas de riego.

La técnica del riego dispone de varios sistemas para la aplicación del agua al suelo, por lo que al redactar un proyecto se debe realizar una adecuada elección del sistema de acuerdo con los factores condicionantes descritos en el apartado anterior.

Los sistemas de riego se pueden clasificar en dos grandes grupos:
- Riegos por gravedad.
- Riegos a presión.

Los riegos por gravedad necesitan disponer del agua en el punto más alto de la parcela y a la presión atmosférica.
Los riegos a presión necesitan disponer del agua a una determinada presión que, convenientemente aprovechada, permite aplicar el agua al suelo.

Riego por gravedad.

Los riegos por gravedad se conocen de antiguo, y constituyen el sistema más utilizado en todos los regadíos del mundo. Se pueden dividir en los tres grandes grupos siguientes:

- Riegos por escurrimiento.
- Riegos por inundación.
- Riegos por infiltración.

Riegos por escurrimiento.

Aplican el agua al suelo, haciéndola rebosar de la reguera que domina la parcela, y dejándola escurrir por el terreno hasta alcanzar los puntos bajos del mismo, en donde es recogida por los azarbes o por las siguientes regueras. La superficie dominada por una reguera se llama arriate. La lámina de agua suele ser muy delgada para que no provoque erosiones en el terreno.

Este sistema es aplicable a terrenos con pendientes comprendidas entre el 3-30%, sin que sea necesario llevar a cabo abancalamiento, aunque frecuentemente convenga efectuar una nivelación somera del suelo para eliminar las irregularidades, consiguiendo así una pendiente uniforme.

Se emplea casi exclusivamente para praderas.

Las principales pérdidas de agua en este sistema de riegos se producen por escorrentía superficial, por lo que no se adapta bien a los terrenos impermeables. En cambio se controlan correctamente las pérdidas por precolación.

Dentro del sistema se pueden distinguir 4 métodos de aplicación del agua:

- Método de regueras horizontales. Es el más económico. Funciona bien con pendientes comprendidas entre el 3-10%, aunque su campo de aplicación pueda llegar hasta terrenos con pendientes de hasta el 30%. Consiste en cubrir el terreno con regueras en tierra horizontales y de sección constante. Una vez alimentadas, las regueras desbordarán y el agua se extenderá por el terreno escurriendo hasta alcanzar la siguiente reguera, llenándola y volviéndose a repetir el proceso.

El principal inconveniente de este sistema desde el punto de vista constructivo es el replanteo de la reguera horizontal, que ha de seguir una curva de nivel.

La separación entre regueras depende de la pendiente del terreno y de la permeabilidad del mismo, pudiéndose tomar como separación media la de 8 m. Asimismo, la longitud de la reguera depende de la permeabilidad del suelo, teniendo un valor medio de 30 m, sin que se lleguen nunca a superar los 50 m.

- Método de regueras inclinadas o en espiga. Es una variante del anterior, consistente en emplear regueras rectas, formando un cierto ángulo con la cacera de alimentación y teniendo una cierta pendiente. Como consecuencia, la sección transversal de la reguera es variable y decreciente para poder provocar el desbordamiento del agua con caudales decrecientes.

Se aplica este método a terrenos cuya pendiente está comprendida entre el 3-6%. El método tiene la ventaja de la gran facilidad del trazado de las regueras, pero tiene el inconveniente de que el escurrimiento del agua no es tan perfecto como en el caso de las horizontales.

- Método de planos inclinados o de simple arriate. Consiste en transformar la pendiente del terreno, convirtiéndolo en una serie de planos inclinados con mayor pendiente. La reguera se dispone en la parte alta de cada plano y el desagüe en la parte baja. Este método proporciona mayor eficacia que los dos anteriores, pero tiene el inconveniente del elevado coste del movimiento de tierras.

- Método de dobles planos inclinados o de doble arriate. Es una variante del anterior para disminuir el movimiento de tierras en los terrenos muy llanos. Consiste en disponer planos con pendiente alternativa, ocupando la reguera la arista superior de intersección de los dos planos y disponiéndose los desagües en las partes bajas.

Riegos por inundación.

Llamados también riegos por sumersión, consisten en mantener el terreno inundado para que el agua penetre por infiltración en el suelo. Pueden ser de inundación permanente o temporal.

- Inundación permanente. La tierra permanece inundada durante todo el período de vegetación, variando únicamente la altura del agua en función de la edad de la planta. La inundación permanente exige nivelación total del terreno ( en España se usa casi exclusivamente para el cultivo de arroz).

- Inundación temporal. Llamada también riego a manta, mantiene el terreno inundado durante el tiempo necesario para que la humedad del suelo alcance la capacidad de campo en toda la profundidad útil de las raíces. Con objeto de lograr la mayor uniformidad posible en el reparto del agua se suele dividir el terreno en compartimentos o eras, limitados por pequeños diques de tierra, aunque las tendencias modernas suprimen la construcción de estas eras, consiguiendo así una economía de mano de obra a costa de la uniformidad del riego.

Los riegos por inundación necesitan terrenos bien nivelados, de superficie casi horizontal (30/00 máximo).

Se emplean para caso todos los tipos de cultivos, plantas forrajeras, plantas industriales, cultivos arbóreos, etc.

Las mayores pérdidas de agua se producen por precolación, por lo que estos riegos están indicados en terrenos relativamente impermeables. Por el contrario, las pérdidas por escorrentía son bastante reducidas en este sistema de riego.

Riegos por infiltración.

Los riegos de infiltración o por surcos consisten en aplicar el agua al terreno dejándola escurrir por unos surcos, desde los que se filtra al suelo llegando a las raíces de las plantas que se cultivan sobre caballones elevados.

Este sistema de riego se debe emplear en terrenos de permeabilidad media, ya que en terrenos de permeabilidad reducida las pérdidas por escorrentía son elevadas, mientras que en terrenos muy permeables, las pérdidas por precolación alcanzan grandes valores.
El sistema de riego por infiltración se adapta lo mismo a cultivos herbáceos que a cultivos leñosos.
La aportación de agua a los surcos se suele hacer mediante sifoncillos de PVC.

Los terrenos ondulados pueden regarse con este sistema disponiendo los surcos con la debida inclinación, pero en general, resulta más económico realizar una sistematización previa del terreno, con pendientes parecidas a las del riego a manta y disponiendo los surcos en el sentido de la máxima pendiente.

Riego a presión.

Los riegos a presión son relativamente modernos. Se pueden dividir en los dos grupos siguientes:
- Riegos por aspersión.
- Riegos localizados.

Riegos por aspersión.

Consisten en aplicar el agua al suelo en forma de lluvia. Esto se consigue a través de unos mecanismos denominados aspersores, que transforman la energía de presión en energía cinética, dándole salida a través de una tobera. Se aprovecha también la energía del agua para hacer girar el aspersor, que de esta manera barre un campo casi siempre circular.

Según la presión necesaria en tobera, los riegos por aspersión pueden ser de baja presión (1.5-3 atm.), de media presión (3-5 atm.) y de alta presión (más de 5 atm.).

En función del diámetro de la tobera y de la presión en la misma, los aspersores tienen un caudal y un alcance variables, así como también es distinto el tamaño de la gota de agua. Hoy día existe una gran gama de aspersores que permiten al proyectista seleccionar el modelo más adecuado en función del tipo de terreno y de la economía del riego.

Una red de aspersores puede cubrir el terreno a regar de diversas maneras, según se dispongan en cuadrado, en rectángulo o en triángulo; y, según los aspersores tengan un campo circular, o solamente sectorial.

Las instalaciones de riego por aspersión consisten en esencia en una red de tuberías que conduce el agua hasta los aspersores. Los diversos tipos de tuberías y aspersores dan origen a múltiples modalidades dentro del sistema, que se pueden agrupar del siguiente modo:

- Equipos móviles. Se instalan sobre el terreno en cada campaña de riegos y se trasladan a lo largo del mismo para suministrar agua a las diversas parcelas de la finca.
- Equipos semifijos. Tienen una parte de la instalación enterrada y fija, y otra parte móvil que se desplaza a lo largo del terreno, conectándola a la tubería fija en diversos puntos de toma.
- Equipos de cobertura total. Todas las tuberías están enterradas y fijas, únicamente se cambian los aspersores.
- Equipos fijos. Toda la instalación, incluidos los aspersores, está fija en el terreno. Pueden funcionar simultáneamente todos los aspersores, aunque lo más frecuente es que se rieguen alternativamente las diversas partes de una finca.
- Equipos mecanizados. Cubren grandes superficies de terreno, desplazándose sobre el mismo por procedimientos mecánicos. Estos equipos son objeto de patentes, existiendo gran variedad de modelos. Entre ellos se pueden destacar las alas regantes, montadas sobre ruedas que se desplazan por arrastre con un tractor o bien mediante pequeños motores conectados al ala. Las plumas, que consisten en una gran viga en doble voladizo, de varias decenas de metros, que sostiene una tubería provista de aspersores y riega girando impulsada por el agua; va montada sobre un carro móvil y se desplaza por arrastre. Los pivotes, que consisten en una gran estructura de varios cientos de metros de longitud provista de aspersores, que descansan sobre apoyos montados sobre ruedas y separados unos 30-40 m., toda la estructura gira sobre un extremo, donde está la toma de agua, mediante motores incorporados a los apoyos. El tiempo de rotación suele ser de 24 h., con lo que se consigue una gran frecuencia de riegos, lo que va en beneficio del cultivo.

Con los equipos mecanizados se pueden regar grandes superficies de terreno con gran ahorro de mano de obra. Como contrapartida, exigen fincas de gran extensión o bien, parcelas agrupadas en sistemas cooperativos.

Las ventajas del riego por aspersión son las siguientes:

- Se pueden emplear dosis de riego menores que en los riegos por gravedad y mucho mejor controladas en su cuantía. Esto se traduce en una mayor economía del agua, mejor rendimiento de los cultivos y sobre todo, permite regar suelos de poco espesor situados sobre un estrato impermeable, que por gravedad no sería regables a causa de la forzosa elevación de la capa freática.
- Mediante el control de las dosis y de la intensidad de lluvia se pueden regar terrenos de alta permeabilidad sin que las pérdidas por precolación sean muy elevadas.
- Las instalaciones pueden utilizarse en invierno para dar riegos de protección contra las heladas.
- En general exige menos mano de obra, y menos especializada, que el riego por gravedad, salvo en el caso de grandes bancales (muy costosos) que permiten el riego con grandes caudales ( más de 100 l/s).

Las desventajas del riego por aspersión son:

- Los costes de instalación son altos, ya que los plazos de amortización de las instalaciones oscilan entre 5 y 20 años.
- Salvo en casos excepcionales, existe un consumo suplementario de energía que cada vez tiene más importancia.
- Se ha de vigilar fundamentalmente el tamaño de la gota de agua para que no provoque apelmazamientos del terreno y no cause daños a las plantas.
- El riego por aspersión pierde eficacia y uniformidad cuando los vientos son intensos.
- Los cambios de postura de los equipos móviles o semifijos son muy incómodos en un terreno regado.

Riegos localizados.

Consisten en la aplicación del agua al suelo, restringido a la zona de aprovechamiento de las plantas.

La característica fundamental es que se riega con la frecuencia necesaria para mantener una humedad en el suelo, normalmente por encima de la capacidad de campo en un entorno reducido de las raíces.

Esta técnica de riego difiere esencialmente de la empleada en los demás sistemas, en los cuales se aplica el agua a intervalos bastante grandes y en las dosis necesarias para alcanzar la capacidad del campo, existiendo siempre un cierto período de tiempo durante el cual el terreno está saturado, y siendo por lo tanto necesario, dejar transcurrir un gran intervalo entre dos riegos para que no se produzca la asfixia de las raíces. En el riego localizado el agua penetra lentamente sin llegar a saturar el terreno, lo que permite alcanzar unos altos contenidos de humedad sin que falte aireación a las raíces. Por otra parte está comprobado que en este tipo de riegos una buena parte de las raíces se desarrolla en la zona seca.

Otras características de este tipo de riego son:
- No se moja la totalidad del suelo.
- Se utilizan pequeños caudales a bajas presiones (1-2 atm.).
- El agua se aplica en las proximidades de las plantas con un elevado número de puntos de emisión.
- La zona de humedad del suelo correspondiente a cada punto de emisión se denomina bulbo. La forma de este bulbo es estrecha y alargada en los terrenos arenosos, y ancha y corta en los arcillosos.
- En las partes superiores del bulbo se produce una acumulación de sal como consecuencia de la pequeña evaporación del agua de riego.

Los riegos localizados se dividen en dos grandes grupos:
- Riegos por goteo. El agua se aplica directamente al suelo con caudales inferiores a 12 l/h. Los puntos de emisión se llaman goteros.
- Riegos por difusores o miniaspersores. El agua se expulsa al aire con caudales superiores a 12 l/h., e inferiores a 120 l/h.

Los consumos de agua en este tipo de riegos se basan también en la evapotranspiración potencial, pero teniendo únicamente en cuenta el porcentaje de suelo ocupado por las plantas, ya que en el resto no se produce consumo de agua.

Las instalaciones de riego localizado tienen siempre una estación de control en la que existe un conjunto de aparatos para medir el agua, filtrarla, tratarla, incorporar fertilizantes, controlar la presión, medir el tiempo de riego, etc.

La superficie regada desde una estación de control se denomina “unidad operacional de riego”. Esta unidad operacional se divide en unidades de riego, en cada una de las cuales se instala en cabecera una válvula volumétrica para determinar la dosis de agua a aplicar.

Cada unidad de riego se divide en subunidades de riego, cada una de las cuales lleva en cabecera un control de presión del agua.

El transporte del agua desde la estación de control hasta los puntos de emisión se lleva a cabo mediante tuberías que reciben las siguientes denominaciones:
- Tuberías principales, son las que transportan el agua desde la estación de control hasta las unidades de riego.
- Tuberías secundarias, son las que llevan el agua a las distintas subunidades de riego.
- Tuberías terciarias, son las que alimentan dentro de una subunidad de riego a las tuberías laterales.
- Tuberías laterales, son las que llevan conectados los emisores.

En los riegos por goteo el emisor del agua se llama gotero y debe reunir las dos cualidades siguientes:
- Caudal pequeño, pero constante y poco sensible a las variaciones de presión y temperatura.
- Orificio suficientemente grande para evitar obstrucciones y colmatado.

Estas dos cualidades son, en cierto modo, contrapuestas, lo que hace muy difícil la obtención de un gotero perfecto, que por otra parte debe ser un aparato de coste muy reducido, ya que el número de goteros instalados por ha., es muy grande. Esto ha hecho que el número de goteros existentes en el mercado sea muy amplio y de características muy diversas, debiendo el proyectista seleccionar entre las existencias para conseguir que las ventajas del gotero sean superiores a sus inconvenientes, ponderando debidamente la inversión inicial y los costes de mantenimiento y amortización sin perder de vista la uniformidad del material, que es muy importante en este tipo de aparatos.

Los difusores o miniaspersores tienen menos inconvenientes que los goteros, al ser su caudal notablemente más grande.

Los riegos localizados suministran agua directamente a las plantas, por lo tanto sus instalaciones dependen del cultivo, de las prácticas culturales y del tipo de emisor elegido.

Las ventajas de los riegos localizados son las siguientes:

- Ahorro de agua (hasta el 50%), mano de obra, abonos y productos fitosanitarios.
- Posibilidad de regar cualquier tipo de terreno.
- Posibilidad de empleo de aguas salinas, dado el alto contenido de humedad que se proporciona al suelo.
- Aumento de la producción y mejor calidad de la misma.
- Disminución de las malas hierbas al no mojar toda la superficie del suelo.

Frente a estas ventajas existen los siguientes inconvenientes:

- Elevado coste.
- Poca flexibilidad del sistema para pasar de un cultivo a otro.
- Necesidad de lavar periódicamente el terreno (4-5 años) para eliminar las sales que se acumulan en los bulbos.
- Posibilidad de obstrucción de los emisores.
- Se necesita una alta especialización por parte de los regantes, ya que este riego es el más tecnificado que existe.
- Se pueden provocar enfermedades en las plantas, favorecidas por la humedad constante de los emisores.

Otros sistemas de riego.

Además de los sistemas descritos existen otros muchos cuyo campo de aplicación es muy reducido o bien se encuentran en fase de experimentación. A título indicativo se pueden citar los riegos por infiltración subterránea, los riegos por bandas de papel húmedo, los riegos de protección de heladas, etc.

Conversión de energía solar-oceánica

2011-08-27T13:19:00.000-07:00

Planta de energía maremotérmica en Hawaii

Para la conversión de energía solar-oceánica, o también conocida como maremotérmica, es una técnica de obtención de energía que está siendo revisada en la actualidad. Originalmente concebida por el físico francés Jacques Arsene d’Arsonval, tiene su principio de funcionamiento en la diferencia de temperaturas entra las aguas profundas y las cercanas a la superficie. Siempre ha tenido el problema del rendimiento, pero los nuevos diseños en intercambiadores y otros dispositivos térmicos hacen que éste se aproxime al máximo téorico.

La disponibilidad de energía puede llegar a 100 veces la de la energía maremotriz. El concepto hace uso del ciclo termodinámico Rankine con un motor térmico.

En cuanto a su implementación, la primera barrera, como siempre, es la política. Tiene que conseguir subvenciones que en parte dependen de su capacidad para mostrarse competitiva frente a otras energías que ya están subvencionadas. Ya veremos si en el futuro es capaz de poner otro pilar al edificio de las energías renovables.

La Ingeniería Mecánica de Fluidos

2011-08-20T16:16:00.000-07:00

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, principalmente, en los siguientes campos de aplicación:

• Hidráulica

• Hidro-MeteorologÌa

• Hidráulica Industrial

• Máquinas Hidráulicas

• Máquinas Térmicas

• Aerodinámica Aplicada

En la actualidad siguen surgiendo otras especialidades 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.

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Megaproyecto trasvase Olmos

2011-08-18T20:41:00.000-07:00

Este Gran Proyecto Hidroenergético y de Irrigación Olmos está ubicado enla Región Lambayeque–Peru, aproximadamente a 900 km de Lima, en el extremo nor occidental del Perú , el inicio de los trabajos de alta Ingenieria comenzaron hace 4 años y medio , se estima que se terminara en el Primer Trimestre del año 2012 .

“El Proyecto Trasvase Olmos” , se ejecuta en 2 frentes de trabajo la parte Oriente y Occidente de la Region , el cual mediante la realizacion de un TUNEL TRANSANDINO que atravezara los Andes ,se buscara llevar las aguas del Rio Huancabamba de Oriente a Occidente el cual se acumulara en un gran embalse.

Para poder Irrigar 56 mil ha de tierra, se debe construir un Gran Embalse para crear una reserva de 1km y medio, el cual mediante la construccion de un tunel transdino se desviara de oriente a occidente, pero debido a que la cordillera de los andes es muy alta como para que fluya el agua por alli , entonces la TBM (tunnel boring machine ), debe escabar 19.5 km de largo, y formar el tunel transandino y llevar por este aproximadamente la mitad de el agua acumulada en el embalse hasta occidente, donde se encuentra una de Los lugares mas secas del mundo (OLMOS)

PARA LA REALIZACION DE ESTE TUNEL TRANSANDINO SE NECESITA DE LA MAQUINA PERFORADORA O TBM (TUNNEL BORING MACHINA),

Esta máquina cuenta con los implementos necesarios, para la perforación del Túnel Trasandino, que le permiten ejecutar las obras de sostenimiento y revestimiento definitivo del túnel, en paralelo a la excavación del mismo. Así, de en una sola pasada, se logra ver las obras definitivas del Túnel Trasandino.

EN UN PRINCIPIO LA TBM AVANZABA 18 MTS DIARIOS HASTA38 METROS DIARIOS, PERO EN LA ACTUALIDAD DEBIDO A LOS ESTALLIDOS POR EL COMPORTAMIENTO GEOLOGICO DE LAS ROCAS SE AVANZA UN PROMEDIO DE 8 MTS POR DIA.

Coeficientes de MANNING en excel

2011-08-18T20:33:00.000-07:00

El comportamiento del agua de lluvia, en terminos generales, puede ser descrito de la siguiente forma:

Una parte se evapora, otra discurre por la superficie del suelo (escorrentía o escurrimiento) y otra penetra en el suelo y/o subsuelo (infiltración). La relación existente entre la cantidad de agua que escurre (“C”) por la superficie de un terreno (S) y el total del caudal precipitado se llama ESCURRIMIENTO o ESCORRENTÍA.

El Coeficiente de Escorrentía es una función de factores como cobertura vegetal, permeabilidad, temperatura, duración e intensidad de la precipitación, área y forma de la cuenca, etc…

Siendo el coeficiente de escurrimiento un elemento clave en la elaboración de estudios hidrológicos quise facilitar a quien le sea de utilidad algunos Coeficientes en el siguiente enlace:

Descargar Coeficientes de MANNING

Clasificación de los Puentes

2011-08-18T20:18:00.000-07:00

Los puentes pueden clasificarse de acuerdo a su longitud tota, longitud de vano, calzada, objetivo, materiales y diseño o restructuración.

Longitud total
De acuerdo a la longitud total (L) los puentes pueden agruparse según el siguiente criterio de clasificación
Alcantarillas y puentes losas 0,50 m ≤ L ≤ 10,0 m
Puentes menores 10,0 m < L ≤ 40 m
Puentes medianos 40,0 m < L ≤ 200 m
Puentes mayores 200,0 m < L
Longitud de vano
De acuerdo a la longitud de la luz libre o vano (Lv) las estructuras se clasifican en.
Alcantarillas y estructuras menores 0,5 m ≤ Lv ≤ 10 m
Estructuras medianas 10 m < Lv ≤ 70 m
Estructuras mayores 70 m < Lv Calzada
De acuerdo al numero de carriles o vías de transito para el cual esta diseñado el puente, este se puede clasificar como puente simple vía, doble vía, triple vía o mas.

Por el objetivo
Con relación a su finalidad y objetivo, los puentes pueden clasificarse en:
Puentes rurales
Puentes urbanos
Viaductos
Pasos Desnivelados
Puentes Peatonales o Pasarelas
Puentes Ferroviarios
Puentes Militares
Puentes Provisorios

Materiales
De acuerdo a los materiales constituyentes del puente, estos pueden ser:
De Madera
De Acero
De Hormigón Armado
De Hormigón pretensazo
De Mampostería y Sillería y
Puentes mixtos
Diseño
De acuerdo a su diseño o estructuración, los puentes pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes:
Puentes de tramos simples apoyados, continuos o de vigas voladizas (Herber)
Puentes en arco
Puentes Apuntalados en el que el tablero actúa como puntal entre estribos
Puentes Aporticados, marcos.
Puentes colgantes, con o sin viga atiesadota
Puentes Atirantados

Badenes

2011-08-17T22:11:00.000-07:00

Los badenes son depresiones en el perfil de una carretera que permiten el paso de vehículos y además del flujo de una quebrada que atraviesa la vía la superficie de rodadura actúa tanto como una porción del canal como le tramo corto de una carretera una desventaja del Baden es que por lo general implica una reducción en la velocidad de los vehículos que pasan por dicha estructura. La mayor ventaja es que permite el paso de material de arrastre que trae el curso del agua, particularmente si este es de gran tamaño. El badén debe tener una longitud aproximadamente igual al ancho del cauce, de manera que la topografías natural se altere mínimamente.

Así mismo el perfil de la vía debe mantener una transición suave y se debe instalar señales que prevengan al conductor de la existencia de un badén para evitar el transito durante lluvias muy intensas y cuando la vía se encuentre seca, los vehículos no “salten” debido al cambio brusco de pendiente en los extremos del badén.

Es importante proteger el cauce aguas debajo de los mismos debido a que se puede producir erosión regresiva que termina destruyendo el camino.

MODELO SISTEMÁTICO DE OPTIMIZACIÓN PARA EL DISEÑO DEFINITIVO DE SECCIONES DE CANAL DE COSTO MÍNIMO

2011-08-09T22:43:00.000-07:00

MODELO SISTEMÁTICO DE OPTIMIZACIÓN PARA EL DISEÑO DEFINITIVO DE SECCIONES DE CANAL DE COSTO MÍNIMO

Por: Cristian Castro Pérez,

El problema consiste en calcular las dimensiones y forma de la sección de un canal, de modo que cumpla la condición de ser lo más económica posible, teniendo en cuenta los diversos factores que intervienen en el costo. Las cuestiones que se plantean y resuelven serán discutidas con algoritmos de optimización para el diseño integral de canales de costo mínimo presentadas por el ASCE, cotejando con la sección de mejor escurrimiento, tan arraigada en nuestro medio y en los tratados de hidráulica, donde ordinariamente abordan el problema teórico del perfil de mejor escurrimiento de un lecho excavado en terreno transversalmente horizontal, longitudinalmente inclinado, cuya excavación total es la sección mojada y ésta no es la sección de menor costo del movimiento de tierras, pues no involucra el costo de la plataforma. En la práctica muchos proceden por tanteos; pero, los modelos matemáticos desarrollados evitan el proceso de ensayo-error para el diseño del canal y supera la complejidad del diseño de canales de costo mínimo, haciendo intervenir todos los parámetros que intervienen en la construcción de un canal abierto, que son variables; por lo cual, las expresiones deducidas serán sumamente útiles para conocer la economía que se introduce en un proyecto por la variación de las dimensiones. Se presenta un análisis generalizado basado en el uso de relaciones funcionales genéricas y herramientas matemáticas de programación no lineal obteniéndose a través de los modelos formulados y el programa creado, resultados de indiscutible importancia en la Ingeniería. El valor del procedimiento planteado de forma sistemática se encuentra, más que en la obtención de resultados mejorados, en la posibilidad de poder proporcionar rápidamente, resultados ajustados a parámetros y condiciones marco diferentes y con esto favorecer una decisión racional.