Obras e Instalaciones Hidráulicas
(Curso Académico 2018 - 2019)

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• 27 - Conocimiento y capacidad para proyectar y dimensionar obras e instalaciones hidráulicas, sistemas energéticos, aprovechamientos hidroeléctricos y planificación y gestión de recursos hidráulicos superficiales y subterráneos.

• T1 - Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación.
• T4 - Capacidad para proyectar, inspeccionar y dirigir obras, en su ámbito.
• T7 - Capacidad para la realización de estudios de planificación territorial y de los aspectos medioambientales relacionados con las infraestructuras, en su ámbito.
• T8 - Capacidad para el mantenimiento, conservación y explotación de infraestructuras, en su ámbito.

• O1 - Capacidad de análisis y síntesis.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O8 - Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica.

- Profesor:Juan E. González Fariñas

TEMA 1. Introducción.

TEMA 2. Flujo en canales abiertos.
2.1. Introducción.
2.2 Descripción del flujo gradualmente variado (FGV).
2.3. Número de Froude.
2.4. Ecuación general del flujo libre permanente.
2.5. Características geométricas de la sección transversal.
2.6. Flujo uniforme crítico.
2.7. Flujo uniforme normal.
2.8. Sección de control del flujo.
2.9 Cálculo de los calados del FGV.
2.10 Dimensionamiento de canales (Velocidad máxima permisible y M.R.H.).
2.11 Transiciones en canales. 
2.12 Introducción al HEC- RAS para el cálculo automatizado de la superficie libre del flujo.
2.13. Ejercicios prácticos de FGV.

TEMA 3. Aireación y Cavitación en canales con flujo con superficie libre.
3. 1. Aireación en canales.
3. 1. 1. Introducción.
3. 1. 2. Consideraciones sobre la mezcla agua- aire.
3. 1. 3. Intensidad media de aireación.
3. 1. 4. Calado de flujo “uniforme” de la mezcla en la zona de aireación
desarrollada
3. 1. 5. Determinación del punto crítico o de inicio de la aireación.
3. 2. Cavitación en canales.
3.2.1. Introducción.
3.2.2. Índices de cavitación.
3.2.3. Medidas para reducir el riesgo de cavitación.

TEMA 4. Obras de control vertedoras.
4. 1. Introducción.
4. 2. Ecuaciones de trabajo con vertedores.
4. 3. Coeficientes de gasto para vertedores de lámina libre.
4. 4. Coeficientes de gasto para vertedores de perfil práctico.
4. 5. Coordenadas de la cresta vertedora de perfiles prácticos.
4. 5. 1. Introducción.
4. 5. 2. Perfiles Creager.
4. 5. 3. Perfiles WES.
4. 5. 4. Perfiles USBR.
4. 6.Cálculo del calado supercrítico al pie de un azud vertedor.
4. 7. Problemas resueltos de vertedores.

TEMA 5. Obras de control por compuertas.
5. 1. Introducción.
5. 2. Ecuaciones de cálculo de los caudales de paso a través de compuertas.
5. 3.Aspectos de los cálculos de obras con compuertas con auxilio de HEC RAS.
5. 4. Problemas resueltos de vertedores con compuertas.
TEMA 6. Canalizaciones de pendientes fuertes o rápidas y rápidas escalonadas.
6.1. Rápidas “lisas”.
6.2. Con bloques de piedra natural embebidos en la solera.
6.2.1. Introducción.
6. 2.2. Metodología de cálculo de las rugosidades naturales.
6.3. Sistema de rugosidades lineales.
6.4. Sistema con rugosidades de bloques aislados a tresbolillo.
6.5. Problemas resueltos de rápidas.
6.6. Rápidas escalonadas.
6.6.1. Introducción.
6.6.2. Rápidas escalonadas con flujo rasante (skimming flow).
6.6.3. Rápidas escalonadas con flujo en forma de chorros aislados y sucesivos/
cascadas (nappe flow).

TEMA 7. Estanques, pozos amortiguadores y estructuras de lanzamiento del agua.
7.1 Introducción.
7.2 Lineamientos generales del control de la erosión.
7.3 Salto hidráulico.
7.3.1 Generalidades.
7.3.2. Saltos hidráulicos en canales horizontales.
7. 3.3. Clasificación del salto hidráulico.
7. 3. 4. Longitud del salto hidráulico.
7. 3. 5. Disipación de la energía en el salto hidráulico en canal horizontal.
7. 3. 6. Posición del salto hidráulico.
7.3.7. Características del salto hidráulico en canales con pendiente.
7.4 Estanques y pozos amortiguadores.
7.4.1. Generalidades.
7. 4. 2. Elementos accesorios de los estanques y pozos amortiguadores.
7.4.3. Aspectos del diseño hidráulico de los estanques.
y pozos amortiguadores.
7. 4. 4. Estanques amortiguadores tipificados.
7. 4. 5. Pozos amortiguadores.
7. 4. 6. Estanques amortiguadores de solera inclinada.
7.4.7. La risberma.
7.5. Aspectos de los cálculos de estanques y pozos con auxilio de HEC RAS.
7.5. Problemas resueltos de estanques y pozos amortiguadores.
7.6. Trampolines.
7. 7. 1. Introducción.
7.7. 2. Descripción de diferentes aspectos de los trampolines.

TEMA 8. Aspectos hidráulicos de aliviaderos.
8. 8. 1 Introducción.
8. 8. 2 Avenida y niveles de proyecto de un embalse.
8. 8. 3 Laminación de una avenida.
8. 8. 4 Clasificación de los aliviaderos.
8. 8. 5 Elementos componentes de los aliviaderos.
8. 8. 6 Factores técnico-económicos.
8. 8. 7 Tipología de aliviaderos.

TEMA 9. Sistemas de tubería.
9.1. Generalidades.
9.2. Redes de tuberías ramificadas.
9.3. Redes de tuberías malladas.
9.4. Aspectos específicos de los cálculos de sistemas de tuberías con EPANET.
9.5. Ejemplos de cálculos resueltos con EPANET.

TEMA 10. Estaciones de bombeo.
10. 1. Generalidades sobre equipos de bombeo. Selección de bombas.
10. 2. Tipología de estaciones de bombeo.
10. 3. Aspectos de la elección del número de bombas.
10. 4. Predimensionamiento de estaciones de bombeo de pozo seco y pozo húmedo.
10. 5. Problemas de cálculos hidráulicos de estaciones de bombeo con EPANET y HEC RAS..

TEMA 11. Cálculo automatizado de los sistemas hidráulicos de regadíos a presión.
11. 1. Introducción.
11. 2. Obtención de los coeficientes experimentales de los aspersores para los cálculos automatizados.
11. 3. Ejemplos de cálculos con EPANET.

Prácticas de laboratorio:
- Práctica 1: Vertedores de pared delgada y práctico
- Práctica 2: Vertedores de umbral ancho. Canal Parshall
- Práctica 3: Flujo bajo compuertas
- Práctica 4: Salto hidráulico
 

- Profesor: Juan E. González Fariñas
- En aspectos diversos de los Temas: 2, 3, 6 y 10, se hará uso del idioma Inglés como vehículo de
comunicación oral y escrita.
 

Las premisas del proceso de enseñanza- aprendizaje en la asignatura, a lo largo del cuatrimestre de su impartición,
son:
•La actuación docente de enseñar no garantiza el aprendizaje, sino que es un facilitador del mismo.
•El docente es el guía (Coach) que orienta hacia el logro de competencias y contribuye a organizar y evaluar el
autoaprendizaje.
•La evaluación se estructura como un proceso reflexivo donde el que aprende toma conciencia de sí mismo y de sus
metas.
La actividad de guía del docente (Coach) se organiza en sesiones de “clases teóricas” y “clases prácticas” con
portafolios electrónicos individuales en las que se promueve un estudio activo. La bibliografía básica de la asignatura
se basa en la reestructuración o reformulación de la enseñanza tradicional de la Hidráulica desde la potencialidad
generalista de las Matemáticas y desde las posibilidades que ofrecen las aplicaciones informáticas.
Se articulan los procedimientos de cálculo basados en aplicaciones informáticas de uso general (Excel y Mathcad o
equivalentes) y específicas (EPANET y HEC RAS) en sustitución de procedimientos basados en tablas, nomogramas, etcétera. Ello ha requerido la reescritura de los procedimientos de cálculos aprovechando el potencial que ofrecen los
ordenadores para la resolución de problemas prácticos de ingeniería en las dos primeras décadas de la era actual.
El efecto esperado es la construcción individual de portafolios soportados en portátiles (Entornos Personales de
trabajo de cada alumno) en los que el estudiante irá incorporando, además de los documentos estáticos conteniendo
información relacionada con los aspectos epistemológicos de la asignatura, los applets de cálculo (hojas de cálculo,
piezas de código para los sistemas de cálculo simbólico o numérico que se utilicen, modelos matemáticos de redes y
cauces, etc.) que se vayan desarrollando y que servirán al estudiante para resolver problemas de complejidad próxima
a la de problemas reales que surgen en la práctica de la Ingeniería y, al mismo tiempo, como herramienta para la
evaluación de su aprendizaje.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas	50,00	0,00	50,0	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	15,00	0,00	15,0	[T4]
Realización de trabajos (individual/grupal)	0,00	25,00	25,0	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	60,00	60,0	[O8]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	35,00	35,0	[O8]
Preparación de exámenes	0,00	15,00	15,0	[O8]
Realización de exámenes	4,00	0,00	4,0	[T7]
Asistencia a tutorías	10,00	0,00	10,0	[T4]
Realización de prácticas de campo	5,00	0,00	5,0	[T7]
Realización de prácticas de laboratorio	6,00	0,00	6,0	[T4]
Total horas	90.0	135.0	225.0
Total ECTS			9,00

• González Fariñas, J. E. (2015) “Obras Hidráulicas. Conceptos y cálculos en PC´s con HEC RAS y Hojas de Cálculo”. Texto, S/C de Tenerife.
• Aula virtual INSTITUCIONAL de Obras e Instalaciones Hidráulicas (http://www.campusvirtual.ull.es/)
• Vallarino Cánovas del Castillo, E. (2006): “Tratado básico de presas”, Colección Senior No. 11, 6ta. Edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid (http://absysnetweb.bbtk.ull.es/cgi-bin/abnetopac?ACC=DOSEARCH&xsqf99=237744.titn).
• González Fariñas, J. E. (2015) “Selección de temas de Hidráulica. Conceptos y Cálculos prácticos con ordenadores portátiles”, / Publicación docente, S/C de Tenerife.
• Materiales auxiliares de la asignatura.
•      Web de libre acceso de Hidráulica- EDUCACIÓN, del profesor: https://www.facebook.com/juan.gonzalezfarinas
 

• Materiales auxiliares de la asignatura (colgados en la Web de la asignatura)
1. (1990) Engineering Manual 1110-2-1603/ Engineering and Design Hydraulic Design of Spillways. US Army Corps of Engineers.
2. Chow, V. T. (1959): Open Channels Hydraulic, Mc-Graw Hill Book Company, New York.
3. Comité Nacional Español de Grandes Presas (1997): “Aliviaderos y desagües”. Guías Técnicas de Seguridad de Presas, No. 5, Madrid.
4. Diseño de Presas Pequeñas (1970), USBR, USA.
5. Falvey, H. T. (1980): Engineering Monograph no. 41 Air-water flow in hydraulic structures. United States Department of the Interior/ Water and Power Resources Service / Engineering and Research Center/ Denver, Colorado.
6. Falvey, H. T. (1990): Engineering Monograph no. 42 Cavitation on Chutes and Spillways. United States Department of the Interior/ Water and Power Resources Service / Engineering and Research Center/ Denver, Colorado.
7. French, R. H. (1988): Hidráulica de canales abiertos, McGraw-Hill.
8. González Fariñas, J. E. (2003): Estudio experimental de obras de disipación de energía tipo trampolín/ Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de S/ C de Tenerife. ISBN 84- 380- 0230- 7, España.
9. González Fariñas, J. E. (2004): Aliviaderos de planta curvilínea (Monografía). Editorial (si libro): Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de S/ C de Tenerife. ISBN 84- 380- 0288-9 (Campus)  Depósito Legal: TF-1899-2004.
10. González Fariñas, J. E. (2007): Modelización física de disipadores de energía para encauzamientos de barrancos (Monografía). Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos/ Demarcación de S/ C de Tenerife. ISBN 978- 84- 690- 7778- 8. Depósito Legal: TF 2.036/ 07.
11. González Fariñas, J. E. (2010): Cálculos hidráulicos de obras en cauces y barrancos urbanos (Monografía). Editorial: Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos/ Demarcación de S/ C de Tenerife. ISBN: 978-84-692-9962-3. Depósito Legal: TF 2.059/ 2010.
12. González Fariñas, J. E. (2010): Modelización física de disipadores de energía para encauzamientos de barrancos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos/ Demarcación de S/ C de Tenerife. ISBN: 978-84-692-9962-3. Depósito Legal: TF 2.058/ 2010
13. González, J. E (1991): “Comprobación del dimensionamiento de la cubeta trapecial en aliviaderos de trinchera”, Revista Ingeniería Hidráulica, Vol XII, La Habana, 27- 32.
14. González, J. E. (2002): “Diseño hidráulico de aliviaderos laterales o de trinchera”. Revista Ingeniería del Agua, España, Vol. 9, No. 1, 25- 36.
15. González, J. E. (2003): “Estudio del flujo espacialmente variado en aliviaderos de trinchera”, Monografía, Edición del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos/ Demarcación de Santa Cruz de Tenerife, Tenerife, 1- 40.
16. Gutiérrez Serret, R. y A. Palma Villalón (1994). Aireación en las estructuras hidráulicas de las presas: aliviaderos y desagües profundos, Premio José Torán 1994. Comité Nacional Español de Grandes Presas.
17. Hydraulic Engineering Circular Number 14 (HEC- 14), Third Edition.
18. Mateos Iguacel, C. y V. Elviro (1999): “Aliviaderos escalonados. Comienzo de la aireación natural. Disipación de energía en la rápida”, Revista Ingeniería Civil No. 113, CEDEX, Madrid.
19. Mirtjuslava, Ts. (1967). Mechanism and Computation of local and General Scour in Non-cohesive, Cohesive and Rock Beds, Twelfth Congress of The International Association for Hydraulic Research, pp 169- 173, Fort Collins, USA.
20. Peterka, A. J. (19649 Hydraulic Design of Stilling Basins and Energy Dissipators, Sección 10, pp. 190- 205, USBR, USA.
21. Sánchez, M.; Amador A. y Dolz Ripollés, J. (2000): Hidráulica de aliviaderos escalonados/ Centro de estudios Hidrográficos, Curso sobre Órganos de disipación de energía hidráulica, CEDEX, Madrid.
22. Sánchez, M.; Amador A. y Dolz Ripollés, J. (2000): Hidráulica de aliviaderos escalonados/ Centro de estudios Hidrográficos, Curso sobre Órganos de disipación de energía hidráulica, CEDEX, Madrid.
23. Thompson, P. y R. Kilgore (2006): Hydraulic Design of Energy Dissipators for Culverts and Channels. FHWA- NHI-06-086/ HEC 14/ USACE.
24. U.S Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center. Hydraulic Reference Manual, HEC-RAS. Technical Reference Manual: 1- 22.
25. Wilhelms, S. and John S. Gulliver (1994) Technical Report W-94-2. Self-Aerated Flow on Corps of Engineers Spillways/ US Army Corps of Engineers/ Waterways Experiment Station.

• Libros electrónicos de cálculo (Excel y Open Office.org Calc) de la asignatura.
• Programa HEC RAS 5.0.3 y sus 3 Manuales (en Inglés) (http://www.campusvirtual.ull.es/)
• Programa EPANET 2.0 en Español. (http://www.campusvirtual.ull.es/)
• Programa Mathcad (versión estudiantes): http://es.ptc.com/communities/academic-program/products/free-software

El sistema de evaluación comprende una prueba presencial (Constará de cuestiones teóricas y/o ejercicios prácticos breves, y uno o dos problemas de cálculo), tres prácticas de laboratorio (con sus respectivos informes), realización de un e-portafolios, un trabajo individual, pruebas on_line o tareas, a través de la Web de la asignatura y de la evaluación de preguntas en las clases y a través de la Web de la asignatura.
Los exámenes se realizarán con auxilio de ordenadores portátiles personales o de préstamo universitario gestionado por los alumnos. Deben contener su Entorno Personal de Trabajo o Portafolios electrónico con los programas Mathcad, Maple o equivalente, Excel o equivalente, HEC RAS, EPANET y los típicos de Ofimática: Power Point, Word, etcétera o equivalentes y los documentos de la asignatura.
EXPRESIÓN CUANTITATIVA DEL SISTEMA DE EVALUACIÓN:
-. Realización de un e-portafolio con un Entorno Personal de Trabajo. Se fijaran las semanas de revisión aleatoria. (2 % de la nota final) (máx: 0. 2 puntos)
-. TI: Realización de un trabajo individual. (3 % de la nota final) (máx: 0.3 puntos)
-. P_T: Evaluación de pruebas on_line o tareas, a través de la Web de la asignatura. (8 % de la nota final) (máx: 0, 8 puntos)
-. Preg: Evaluación de preguntas al inicio, durante el desarrollo de las clases y a través de la Web de la asignatura. (2 % de la nota final) (máx: 0.2 puntos)
-. L: Pruebas on_line o informes para evaluación de las prácticas de Laboratorio. (15 % de la nota final) (máx: 1.5 puntos)
-. EF: Examen final. 70% de la nota final. (máx: 7 puntos)

La Nota Final se determina según las condiciones simultáneas “a” y “b” siguientes:

(a): NF = 0,02*e_portafolio + 0,03*TI + 0,08*P_T + 0,02*Preg. + 0,15*L + 0,70*Examen Final.

(b): Asistencia (obligatoria) y aprobación de las pruebas on_line de evaluación de las prácticas de Laboratorio

Nota: El incremento de notas por actividades sistemáticas y laboratorios sólo se aplica si la nota del examen final escrito es de cinco puntos (5) o superior.

** A tenor de los puntos 1 y 2, artículo 6, Capítulo III del reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC No. 11, martes 19 de enero de 2016) se adopta, como norma general, que en esta asignatura \"la consecución de las competencias y resultados de aprendizaje\" requiere que se tenga en cuenta la evaluación continua en todas las convocatorias de la misma.
El derecho de un alumnos a optar por una \"evaluación única\" está sujeto a las reglamentaciones vigentes en esa materia.
La opción de \"evaluación única\" supone, en esta asignatura, la realización de una pregunta adicional en la misma convocatoria en que se presente el alumno o alumna a examinar.

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]	Se evalúan las habilidades de cálculo de problemas prácticos de sistemas hidráulicos de tuberías con y sin bombeo y canales de flujo libre (Preguntas on_line en la Web de la asignatura).	3 %
Pruebas de respuesta corta	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]	Preguntas on_line en la Web de la asignatura	2 %
Pruebas de desarrollo	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]	Se evalúan las habilidades de cálculo de problemas prácticos de sistemas hidráulicos de tuberías con y sin bombeo y canales de flujo libre.	70 %
Trabajos y proyectos	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]	Se evalúa la capacidad de búsqueda de información y de elaboración de informe razonado sobre temas de OBRAS E INSTALACIONES HIDRÁULICAS.	8 %
Informes memorias de prácticas	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]	Se evalúa la comprensión y la capacidad de análisis de los resultados experimentales de cada práctica de laboratorio.	15 %
Portafolios	[T1], [T4], [T7], [T8], [27], [O1], [O6], [O8]		2 %

LA ASIGNATURA SE ORGANIZA EN CLASES TEÓRICAS, CLASES PRÁCTICAS, PRUEBAS DE LABORATORIO Y ACTIVIDADES DE EVALUACIONES VIRTUALES MEDIANTE LA WEB DE LA MISMA.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	1	Clases Teóricas en aula con grupo único.	6.00	9.00	15.00
Semana 2:	2	Clases Teóricas en aula con grupo único.	6.00	9.00	15.00
Semana 3:	2	Clases prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos.	6.00	9.00	15.00
Semana 4:	3	Clases Teóricas en aula con grupo único.	6.00	9.00	15.00
Semana 5:	4	Clases Teóricas en aula con grupo único.	6.00	9.00	15.00
Semana 6:	4	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos.	6.00	9.00	15.00
Semana 7:	5	Clases Teóricas en aula con grupo único.	6.00	9.00	15.00
Semana 8:	5	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos.	6.00	9.00	15.00
Semana 9:	6	Clases Teóricas en aula con grupo único. Práctica 1 en laboratorio	6.00	9.00	15.00
Semana 10:	6	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos.	6.00	9.00	15.00
Semana 11:	7	Clases Teóricas en aula con grupo único. Práctica 2 en laboratorio	6.00	9.00	15.00
Semana 12:	7	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos.	6.00	9.00	15.00
Semana 13:	7	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos.	6.00	9.00	15.00
Semana 14:	8	Clases Teóricas en aula con grupo único. Práctica 3 en laboratorio	6.00	9.00	15.00
Semana 15:	9	Clases Teóricas en aula con grupo único.	4.00	6.00	10.00
Semana 16 a 18:	EXAMEN	Revisión de actividades de evaluación continua y examen final de la asignatura.	2.00	3.00	5.00
Total			90.00	135.00	225.00