Guía docente de Obras y Aprovechamientos Hidráulicos (MA9/56/8/21)

Captaciones. Conducciones en lámina libre y en presión. Impulsiones, regadíos y drenajes. Introducción a la Ingeniería Fluvial.

Identificar los diferentes tipos de obras hidráulicas, sus funciones, condicionantes y alternativas de diseño. Diseñar y dimensionar obras y aprovechamientos hidráulicos: Captaciones, conducciones en lámina libre y en presión, impulsiones, regadíos y drenajes, obras de Ingeniería Fluvial.

TEMA 1.- RAZÓN Y SER DE LAS OBRAS HIDRÁULICAS: El agua en el mundo. El agua en Europa. El agua en España. Historia de las Obras Hidráulicas. Análisis de la situación actual. Legislación de Aguas.Las Obras Hidráulicas y el Desarrollo. Problemas medioambientales de las Obras Hidráulicas. Beneficios medioambientales de las Obras Hidráulicas. Corrección de Impactos ambientales. Normativa comunitaria, estatal y autonómica. Ejemplos.

TEMA 2.- OBRAS DE CAPTACIÓN: OBRAS DE CAPTACIÓN SUPERFICIAL, Conceptos generales. Evaluación de recursos hídricos. Tipos de captaciones: Captación desde ríos. Desde lagos. Desde embalses. Aljibes. Manantiales. OBRAS DE CAPTACIÓN SUBTERRÁNEA. Conceptos generales. Pozos superficiales. Sondeos profundos, desarrollo desde las autorizaciones necesarias y sistemas de perforación y equipamiento hasta la puesta en servicio. Galerías Drenantes, en ladera, en lecho del río. Azudes Subálveos, otros.

TEMA 3.- OBRAS DE TRANSPORTE EN LÁMINA LIBRE: DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO DE CANALES: Ecuaciones del régimen laminar. Ecuaciones del régimen turbulento. Régimen crítico. Régimen permanente uniforme. Régimen permanente variado. Curvas de remanso.  Régimen variable. CANALES-TRAZADO: Condiciones generales. Tanteo del trazado. Secciones transversales. Túneles. Acueductos. Sifones. CANALES-SECCIONES TIPO: Condiciones generales. Sección Óptima. Necesidad de revestimiento. Tipos de revestimiento. Estabilidad del revestimiento. Juntas. Impermeabilizaciones. Drenajes. Proceso constructivo. CANALES-OBRAS ESPECIALES: Aliviaderos. Rápidas. Caídas. Partidores. Tomas. Transiciones. Obras de drenaje transversal. Pasos sobre canal.  Acueductos. Sifones, otras.

TEMA 4.- OBRAS DE TRANSPORTE EN PRESIÓN: DIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO DE TUBERÍAS: Introducción. Ecuaciones del flujo permanente. Pérdidas de carga: rozamiento, embocadura, codos, cambios de sección, válvulas, bifurcaciones, desagüe, otros. TUBERÍAS. GOLPE DE ARIETE: Introducción. Descripción del fenómeno. Ecuaciones del cierre lento. Ecuaciones del cierre rápido. Cálculo de la celeridad de la onda. Timbraje de tuberías. Calderines hidroneumáticos. Válvulas anti-retorno. Chimeneas de equilibrio. Otros. TUBERÍAS. DETALLES DE DISEÑO: Generalidades. Tuberías de fundición dúctil. Tuberías de acero. Tuberías de hormigón armado y pretensado. Tuberías de PVC. Tuberías de PE. Tuberías de PRFV. Otras. Válvulas y accesorios. Las ventosas. Instalación de tuberías. Cálculo mecánico de tuberías.

TEMA 5.- OBRAS RELACIONADAS CON LOS USOS DEL AGUA: REGADÍOS Y DRENAJES: EL AGUA Y LAS PLANTAS: Balance hídrico en España. El ciclo agrohidrológico. El agua en el suelo. Cálculo del pF y Cc. Necesidades de agua de las plantas. Capacidad de succión de las plantas. Evapotranspiración potencial y real. Métodos para remediar el déficit hídrico. TÉCNICAS DE RIEGO Y DRENAJE: Introducción. Influencia del tipo de suelo, del agua, del clima, de los cultivos, de los regantes, de la parcelación. Sistemas de riego por gravedad, (escurrimiento, inundación, infiltración). Sistemas de riego a presión, (aspersión, localizado). Sistemas de drenaje, (abierto, cerrado o mixto). ORGANIZACIÓN DE UN REGADÍO: Introducción. Sistemas de explotación, (distribución continua, por rotación, a la demanda). Automatización del riego. Módulo. Unidad parcelaria. Dosis práctica de riego. Duración del riego. Espaciamiento. Caudal característico. Instalaciones para un regadío. ABASTECIMIENTOS: (sólo cuestiones generales, se desarrolla en otras asignaturas). Elementos básicos de un sistema de abastecimiento.

TEMA 6.- INSTALACIONES DE BOMBEO: FUNDAMENTOS: Potencia y Ecuación General de una Turbomáquina. Alturas características de una elevación: (altura geométrica, altura manométrica, altura útil o engendrada, altura de aspiración).Rendimientos. Ecuación general de una turbomáquina. Ecuación característica de una bomba centrífuga. Superficie característica. Curvas características de una bomba centrífuga. Colina de rendimientos de una bomba. DISEÑO DE INSTALACIONES DE BOMBEO: Esquema de una instalación de bombeo. Tipos de bombas. Tubería de aspiración. Cebado. Válvulas. Tubería de impulsión. Punto de funcionamiento. Elementos electromecánicos. Cálculos de optimización. Instalación de bombas en paralelo, (contiguas, separadas). Instalación de bombas en serie. Cavitación, cálculo del NPSH disponible, determinación del NPSH requerido. Detalles de diseño. Centrales reversibles.

TEMA 7.- BOMBEOS SOLARES Y CON OTRAS ENERGIAS RENOVABLES

Diseño de instalaciones de bombeo con energía solar fotovoltaica. Diseño de instalaciones de bombeo con energía eólica. Bombeos con otros tipos de energías renovables.

TEMA 8.- INGENIERÍA FLUVIAL: ANTECEDENTES: Historia de la ingeniería fluvial. Relaciones hombre-río. Necesidad de cambio del enfoque tradicional. Obras fluviales. Ejemplos. MORFOLOGÍA FLUVIAL: Dinámica del río. Perfil longitudinal. Clasificación de cauces fluviales. Formas en planta. Cauces torrenciales y ramblas mediterráneas. Flujo en curvas. Evolución de un meandro. Geometría hidráulica de un río. Caudal dominante. Leyes de Fargue. El ecosistema fluvial. EROSIÓN, TRANSPORTE Y SEDIMENTACIÓN: Características de los sedimentos: propiedades de la partícula, propiedades del conjunto. Dinámica de la erosión: Umbral de arrastre. Tensión tangencial, esfuerzo cortante crítico, velocidad de fricción. Clasificación del transporte sólido. Equilibrio de fondo. Analogía de la balanza de Lane. Formas de lecho. Erosión. Transporte de Sedimentos. ESTABILIZACIÓN DE CAUCES: Comprobación de la estabilidad de un cauce. Diseño de cauces estables. Método de la velocidad permisible. Método del esfuerzo cortante crítico. Fórmulas empíricas. Estabilización de cauces: sistemas de protección, sistemas de control del flujo. ENCAUZAMIENTOS Y DEFENSAS: Introducción histórica y problemática. Posibles objetivos de un encauzamiento. Condicionantes ecológicos. Condicionantes de un cauce estable. Cauce de aguas bajas, cauce de aguas altas y cauce de avenidas. Caudales de diseño. Zona inundable, zona de máxima crecida ordinaria, zona de servidumbre, zona de policía. Planes de prevención de avenidas e inundaciones. Planes de emergencia. Efectos de los diques de avenidas. Actuaciones en cauces trenzados. Problemas de los estrechamientos de cauces. Traviesas o cadenas. Problemas de las desembocaduras. Conclusiones. RESTAURACIÓN FLUVIAL: Identificación del estado ecológico del sistema fluvial. Determinación del régimen de caudales ambientales. Estrategias de restauración fluvial. Técnicas de restauración fluvial.

TEMARIO PRÁCTICO:

• Práctica 1: Conducciones en lámina libre
• Práctica 2: Conducciones en presión
• Práctica 3: Regadíos y drenajes
• Práctica 4: Instalaciones de bombeo
• Práctica 5: Ingeniería fluvial
• Práctica 6: Prácticas de campo
• Práctica 7: Sistemas de Obras Hidráulicas

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

• Práctica 2: Conducciones en presión (aula de informática)
• Práctica 4: Instalaciones de bombeo (laboratorio de hidráulica)

PRÁCTICAS DE CAMPO:

• Práctica 6: Prácticas de campo (viaje a algunas obras hidráulicas cercanas)

• Apuntes de obras hidráulicas. Autores: Fernando Delgado et al. (sin publicar)
• Problemas de obras hidráulicas: conducciones, abastecimientos, regadíos, ingeniería fluvial, aprovechamientos hidroeléctricos e instalaciones de impulsión. Autores: Fernando Delgado Ramos, Joaquín Delgado García. Grupo Editorial Universitario. 2005
• Hidráulica fluvial, Autor: Eduardo Martínez Marín. Editorial Bellisco. Ediciones Técnicas y Científicas. 2001
• Obras hidráulicas. Autor: Eugenio Vallarino. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 1997

• Curso de estaciones de bombeo en hidráulica urbana. Autores: López, A et al. Grupo de mecánica de Fluidos. UPV. Valencia. 2003
• Guía técnica sobre tuberías para el transporte de agua a presión. Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas, 2003
• Sistemas de riego. Autores: Granados Granados, Alfredo; Pimentel, Heber Editor:   Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2000. 
• Canales hidráulicos: proyecto, construcción, gestión y modernización. Autor: José Liria Montañés. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2001
• Ingeniería de ríos.Autor Juan Pedro Martín Vide Universidad Politécnica de Cataluña. 2007
• Problemas de obras hidráulicas.Autor: Granados, Alfredo ETSICCP. UPM. 1995
• Válvulas para abastecimientos de aguas, Autor: Mateos de Vicente, M. Editorial Bellisco. Madrid. 1990

Durante el curso se utilizará la plataforma web prado (https://prado.ugr.es/)

• MD01 Lección magistral/expositiva 
• MD03 Resolución de problemas y estudio de casos prácticos 
• MD04 Prácticas de laboratorio 
• MD06 Ejercicios de simulación 
• MD09 Realización de trabajos individuales

Modalidad Evaluación Continua

(Se aplica en las convocatorias ordinarias, salvo que el estudiante solicite en plazo la Modalidad de Evaluación Única Final)

Evaluación Teoría:

• Examen programado temas 1-5: Ponderación 2,5/10

Examen programado a mitad de semestre en horario de clase. Duración 30’. Consta de pregunta a desarrollar y preguntas cortas o tipo test.

• Examen programado temas 6-8: Ponderación 2,5/10

Examen programado a final de semestre en horario de clase. Duración 30’. Consta de pregunta a desarrollar y preguntas cortas o tipo test.

• Ejercicios no programados: Ponderación hasta 1/10 adicional

Ejercicios no programados (no avisados) que se podrán intercalar en horario de clase para incentivar asistencia y atención. Duración 15’ cada uno. Consta de preguntas cortas o tipo test.

Evaluación Prácticas:

• Práctica 1: Conducciones en lámina libre. Ponderación 0,5/10
• Práctica 2: Conducciones en presión. Ponderación 0,5/10
• Práctica 3: Regadíos y drenajes. Ponderación 0,5/10
• Práctica 4: Instalaciones de bombeo. Ponderación 0,5/10
• Práctica 5: Ingeniería fluvial. Ponderación 0,5/10
• Práctica 6: Prácticas de campo. Ponderación 0,5/10
• Práctica 7: Sistemas de Obras Hidráulicas. Ponderación 2,0/10 (esta práctica 7 se debe aprobar para hacer la media en la parte de prácticas)

Hay que aprobar por separado cada parte (Teoría/Prácticas) para hacer la media. Así en la convocatoria extraordinaria se guardan las calificaciones de las partes aprobadas (Teoría o Práctica) en la convocatoria ordinaria

Las prácticas 1-5 estarán programadas en horario de clase y se realizan en aula normal, de informática o en laboratorio.

La práctica 6 será programada en horario especial, se hace en campo, incluye visita a obras hidráulicas y entrega de memoria explicativa. Podrá complementarse o sustituirse por participación en conferencias, cursos, seminarios o visitas a obras hidráulicas y la entrega de la correspondiente memoria.

La práctica 7 consiste en resolución de problemas de sistemas de obras hidráulicas. Se realiza en la fecha del examen oficial.

Se realizará solo la parte Teoría o Práctica no superada en la evaluación ordinaria

• Examen de Teoría: Ponderación 5/10

Duración unos 60 ´.Consta de pregunta a desarrollar y preguntas cortas o tipo test.

• Examen de Prácticas: Ponderación 5/10

Consta de un ejercicio como el de la práctica 7 Sistemas de Obras hidráulicas de unos 50´y varios ejercicios cortos de unos 15 ´como aspectos parciales del resto de prácticas.

Modalidad Evaluación Única Final

(Se aplica cuando haya sido solicitada en plazo por el estudiante)

• Examen de Teoría: Ponderación 5/10

Duración unos 60 ´.Consta de pregunta a desarrollar y preguntas cortas o tipo test.

• Examen de Prácticas: Ponderación 5/10

Consta de un ejercicio como el de la práctica 7 Sistemas de Obras hidráulicas de unos 50´y varios ejercicios cortos de unos 15´ como aspectos parciales del resto de prácticas.

Hay que aprobar por separado cada parte (Teoría/Prácticas) para hacer la media. Así en la convocatoria extraordinaria se guardan las calificaciones de las partes aprobadas (Teoría o Práctica) en la convocatoria ordinaria