Obras e Instalaciones Hidráulicas
(Curso Académico 2020 - 2021)

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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: Manuel D. García Román
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
 

- 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 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 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. Las clases podrán seguirse en remoto en el aula de videoconferencia https://meet.google.com/igj-csjq-xic

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, etc. 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.

El efecto esperado es la construcción individual de portafolios (entornos personales de trabajo de cada alumno) en los que el estudiante irá incorporando, además de los documentos estáticos con 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	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	15,00	0,00	15,0	[T4], [T1]
Realización de trabajos (individual/grupal)	0,00	25,00	25,0	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	60,00	60,0	[O8], [O6], [O1]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	35,00	35,0	[O8], [O6], [O1]
Preparación de exámenes	0,00	15,00	15,0	[O8], [O1]
Realización de exámenes	4,00	0,00	4,0	[T7], [T4]
Asistencia a tutorías	10,00	0,00	10,0	[T7], [T4], [T1]
Realización de prácticas de laboratorio	6,00	0,00	6,0	[T8], [T7], [T4], [T1]
Realización de prácticas de campo	5,00	0,00	5,0	[T8], [T7], [T4], [T1]
Total horas
Total ECTS

• 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.
• 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.
• González Fariñas, J. E. (2015) “Selección de temas de Hidráulica. Conceptos y Cálculos prácticos con ordenadores portátiles”. Publicación docente, S/C de Tenerife.

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.

• HEC RAS 5.0.7 y sus 3 Manuales (en Inglés) (https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/)
• EPANET 2.0 en Español. (https://epanet.es/)
• Programa Mathcad (versión estudiantes, http://es.ptc.com/communities/academic-program/products/free-software)

El sistema de evaluación estará basado en la evaluación continua. La sactividades de evaluación comprenden una prueba presencial (constará de cuestiones teóricas, ejercicios teórico-prácticos breves, y problemas de cálculo), cuatro prácticas de laboratorio (con sus respectivos informes), realización del e-portafolios, trabajos a elaborar individualmente, y pruebas de evaluación periódicas on_line o presenciales.

Pruebas de evaluación continua
-. Implementación del e-portafolio con un entorno personal de trabajo. Se fijaran las semanas de revisión aleatoria en horario de tutorías. (5 % de la nota final)
-. Elaboración del trabajo individual. La realización y entrega del trabajo es obligatoria. (15% de la nota final)
-. Pruebas de evaluación periódicas on-line o presenciales (10% de la nota final)
-. Prácticas de Laboratorio. La asistencia a las practicas de laboratorio y entrega de los informes de prácticas es obligatoria. (10 % de la nota final)
-. Examen final. (60% de la nota final)

Para aquellos estudiantes que de forma excepcional  no entreguen el trabajo, no asistan a alguna práctica de laboratorio, o no entreguen alguno de los informes de prácticas, la evaluación alternativa de la asignatura consistirá en otro examen final que contendrá preguntas para evaluar las competencias no adquiridas en el trabajo y en las prácticas.

El medio para el seguimiento y control de las pruebas par el grupo en remoto es el aula de videoconferencia https://meet.google.com/igj-csjq-xic 

La Calificación Final de la asignatura se obtendrá según los siguientes criterios:
1.- Será necesario haber obtenido una calificación de al menos 4,0 puntos en el trabajo y en las prácticas de laboratorio, y de al menos 5,0 puntos en el examen para superar la asignatura.
2.- La calificación final se obtendrá como la media ponderada de las caificaciones obtenidas en las distintas actividades de evaluación. En todo caso, nunca será inferior a la calificación del examen final.
 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]	Se evalúan las habilidades de cálculo de problemas prácticos de sistemas hidráulicos de tuberías con y sin bombeo y canales de flujo libre mediante prueas periódicas presenciales u on-line.	10,00 %
Pruebas de desarrollo	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]	Se evalúan la adquisición de los conceptos teóricos y las habilidades de cálculo de problemas prácticos de sistemas hidráulicos de tuberías con y sin bombeo y canales de flujo libre.	60,00 %
Trabajos y proyectos	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]	Se evalúa la capacidad de búsqueda de información y de elaboración de informe razonado sobre temas de OBRAS E INSTALACIONES HIDRÁULICAS.	15,00 %
Informes memorias de prácticas	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]	Se evalúa la comprensión y la capacidad de análisis de los resultados experimentales de cada práctica de laboratorio.	10,00 %
Portafolios	[O8], [O6], [O1], [T8], [T7], [T4], [T1], [27]		5,00 %

La asignatura se organiza en clases teóricas, clases prácticas de aula, prácticas de laboratorio y actividaddes de evaluación en línea. El aula de videoconferencia de apoyo para todas ellas es https://meet.google.com/igj-csjq-xic

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.	6.00	9.00	15.00
Semana 10:	6	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos. Práctica 1 en laboratorio	7.50	9.00	16.50
Semana 11:	7	Clases Teóricas en aula con grupo único. Práctica 2 en laboratorio	7.50	9.00	16.50
Semana 12:	7	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos. Práctica 3 en laboratorio	7.50	9.00	16.50
Semana 13:	8	Clases Prácticas. Resolución de ejercicio y supuestos prácticos. Práctica 4 en laboratorio	7.50	9.00	16.50
Semana 14:	9	Clases Teóricas en aula con grupo único.	6.00	9.00	15.00
Semana 15 a 17:		Entrega y exposición de trabajos. Preparación de exámenes	0.00	9.00	9.00
Total			90.00	135.00	225.00