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Estructuras hidráulicas

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Estructuras hidráulicas

  1. 1. ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS  Las estructura hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad.  Al proyectar una obra hidráulica se debe buscar en lo posible que su utilización sea de uso múltiple para beneficiar varios sectores de la economía,  entre los cuales están:  CITA1. Hidroenergía: utilización de la energía de las aguas fluviales o marítimas.2. Transporte acuático: utilización de las aguas fluviales, de lagos y mares para la navegación yflotación de madera.3. Mejoramiento hídrico: utilización de aguas para irrigación de tierras y para la extracción deaguas excesivas de tierras sobresaturadas.4. Suministro de agua para el consumo humano5. Control de avenidas e inundaciones6. Recreación7. Utilización de otras reservas hídricas: cría de peces, extracción de minerales, sales, algas, etc.8. Control de contaminación ambiental  CITAEl ingeniero hidráulico tiene entre otros, los siguientes objetivos:· Proyectar, diseñar, calcular y construir obras hidráulicas económicas y seguras.· Transformar y regular el régimen natural de la fuente de agua: río, lago, mar, aguassubterráneas.· Crear depósitos y corrientes artificiales de agua: embalses, conducciones.· Crear equipos o estructuras especializadas: esclusas de navegación, edificios de centraleshidroeléctricas, estaciones de bombeo, elevadores de peces, etc.· Considerar los efectos desfavorables y los cambios ambientales que puedan generarse por laconstrucción de obras hidráulicas de forma que se prevean las medidas necesarias paracontrarrestarlos.  2. Historia de las estructuras hidráulicas
  2. 2. La Ingeniería Hidráulica es tan antigua como la civilización misma. Esto es evidente si se piensa enla lucha del hombre por la supervivencia, que lo obligó a aprender a utilizar y a controlar el agua.Por esto, las civilizaciones antiguas se desarrollaron en las proximidades de los grandes ríos queconstituían un camino fácil para la comunicación y eran fuente de agua para riego y para consumohumano.CITA3. Clasificación de las estructuras hidráulicas3.1 Según su función 1.Estructuras de contención 2.Estructuras de regulación. 3.Estructuras de conducción del agua.  Sistema fluvial El sistema fluvial está conformado por la franja por donde transcurre un río desde que nace hasta que muere en el mar, un lago o en otro río. Por simplicidad y conveniencia el sistema fluvial se ha dividido en tres zonas por las que pasa un río al menos una vez a lo largo de su recorrido,  Datos necesarios para hacer la concepción del proyecto de un nudo hidráulicoLas obras hidráulicas que se eligen para un emplazamiento (presa, embalse, vertedero, toma, etc.)dependen principalmente de las condiciones topográficas, hidrológicas, climáticas y geológicas.  Para hacer la proyección de un nudo hidráulico se requiere de recolección de información y de investigaciones previas que en la mayoría de los casos resultan costosas y largas. En general, se requiere en mayor o menor magnitud de la siguiente información:A) Finalidad del nudo hidráulicoB) Clase del nudo hidráulico: marítimo, fluvial, etc.C) Mapas topográficos y fotografías aéreasLa información topográfica permite: • Localización general del proyecto.• Localización de fuentes de agua. Posibilidad de trasvases.• Determinación de las características de la cuenca hidrográfica: área de drenaje, parámetrosmorfo métricos del río. • Localización de obras existentes afectadas por el proyecto.• Localización posible de oficinas y campamentos.• Localización de carreteras, ferrocarriles, servicios públicos y posible reubicación de los mismos.
  3. 3. • Localización de estaciones de aforo y muestreo.• Utilización de la tierra. • Avalúo catastral de los predios afectados por el proyecto.  El número de Reynolds relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).
  4. 4. Superficie de revoluciónUna superficie de revolución es aquella que se genera mediante la rotación de una curva plana, ogeneratriz, alrededor de una recta directriz, llamada eje de rotación, la cual se halla en el mismoplano que la curva. Ejemplos comunes de una superficie de revolución son:Superficie de revolución.Una superficie de revolución cilíndrica es generada por la rotación de una línea recta, paralela aleje de rotación, alrededor del mismo; esta superficie determina un volumen denominado cilindro,que se denomina sólido de revolución; la distancia entre el eje y la recta se denomina radio.Una superficie de revolución cónica es generada por la rotación de una recta alrededor de un ejeal cual interseca en un punto, llamado vértice o ápice, de forma que el ángulo bajo el que lageneratriz corta al eje es constante; la superficie cónica delimita al volumen denominado cono.Una superficie de revolución esférica está generada por la rotación de una semicircunferenciaalrededor de su diámetro; ésta encierra al sólido de revolución llamado esfera.Una superficie de revolución toroidal está generada por la rotación de una circunferenciaalrededor de un eje que no la interseca en ningún punto; esta superficie se denomina toro.AplicacionesLa utilización de superficies de revolución es esencial en diversos campos de la física y laingeniería, así como en el diseño, cuando se dibujan objetos digitalmente, sus superficies puedenser calculadas de este modo sin necesidad de medir la longitud o el radio del objeto.La alfarería, y el torneado industrial, moldean y modelan volúmenes con variadas superficies derevolución de gran utilidad y uso cotidiano.  La proyección gráfica es una técnica dedibujo empleada para representar un objeto en una superficie. La figura se obtiene utilizando líneas auxiliares proyectantes que, partiendo de un punto denominado foco, reflejan dicho objeto en un plano, a modo de sombra.  Proyección central  Cuando todas las líneas proyectantes pasan por un punto, se habla de proyección central, cónica o perspectiva, éste es el caso, por ejemplo, de la sombra de un objeto sobre una superficie cuando es alumbrado por una lámpara (foco puntual).  Proyección paralela  Cuando las líneas proyectantes son paralelas –como el anterior objeto alumbrado por la luz del Sol–, se habla de proyección paralela o proyección cilíndrica. Es un caso particular de proyección central, donde el foco del haz proyectante estaría a distancia infinita.
  5. 5.  Geometría descriptiva). La geometría descriptiva es un conjunto de técnicas geométricas que permite representar el espacio tridimensional sobre una superficie bidimensional. Por tanto, mediante «lectura» adecuada posibilita resolver problemas espaciales en dos dimensiones de modo que se garantiza la reversibilidad del proceso. Superficie reglada Una superficie reglada, en geometría, es la generada por una recta, denominada generatriz, al desplazarse sobre una curva o varias, denominadas directrices. En función de las características y condiciones particulares de estos elementos, recibe diversos nombres. Superficies regladas son: el plano las superficies de curvatura simple: superficie cilíndrica superficie cilíndrica de revolución superficie cilíndrica de no revolución superficie cónica superficie cónica de revolución superficie cónica de no revolución las superficies alabeadas cilindroide conoide superficie doblemente reglada paraboloide hiperbólico hiperboloide de revolución representación DE superficies GEOMÉTRICAMENTE SE DEFINE UNA SUPERFICIE COMO EL LUGAR GEOMÉTRICO DE LAS DIFERENTES POSICIONES QUE OCUPA UNA LÍNEA CUALQUIERA QUE SE DEFORMA Y SE MUEVE EN EL ESPACIO DE ACUERDO CON UNAS LEYES DETERMINADAS. LA REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES EN EL SISTEMA DIÉDRICO SE BASA EN ELEMENTOS COMO CONTORNO APARENTE, ARISTAS, VÉRTICES, ETC. POLIEDROS Los poliedros son los cuerpos geométricos limitados por un conjunto de polígonos planos, tales que cada uno de los lados es común a dos polígonos contiguos y dos polígonos cualesquiera con un lado común pertenecen a distintos planos. SUPERFICIES RADIADAS Las superficies radiadas son las que están engendradas por una recta que pasa por un punto fijo, llamado vértice, y se apoya en una curva plana o alabeada, llamada directriz ESFERAS La esfera es una superficie engendrada por el giro de una semicircunferencia alrededor del diámetro que la limita.

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