Post on 10-Dec-2015
DERIVADAS PARCIALES APLICADAS A LA
HIDRAULICA
INTEGRANTESJEHZEEL GAMARRA
SANCHEZALEJANDRA LOVON
BENAVENTE
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
APLICACIÓN DE LAS DERIVADAS PARCIALES EN EL ESTUDIO DE
CAUDALES DE RIOS PARA LA COSNTRUCCION DE OBRAS
HIDRAULICAS”
JUSTIFICACION:
En la práctica profesional de la ingeniería civil, en muchos casos, se hace necesario conocer el caudal de un río, que es la velocidad que lleva el agua y que es función de los meses del año, ya que ésta información permite conocer con buena precisión el balance hidrológico que tiene ésta corriente de agua, además que son datos básicos para la construcción de obras hidráulicas como presas o acueductos, y para determinar las causas de incremento o disminución extremos en el caudal del río
Objetivos:
Generales: Determinar los caudales de diferentes corrientes hídricas
Específicos: aprender a hallar el caudal de una corriente hidrográfica mediante la utilización de derivadas parciales
HIDRAULICA:
Hidráulica se encarga tanto de la obtención como de la construcción, es decir, maneja la energía hidráulica, la irrigación, la construcción de puentes, potabilización o canalización del agua, y también aplica en la construcción de estructuras en mares, ríos, lagos, represas, canales, puertos, entre otros
Caudal para obras
El caudal de un río es fundamental en el dimensionamiento de presas, embalses y obras de control de avenidas. Dependiendo del tipo de obra, se emplean los caudales medios diarios, con un determinado tiempo de recurrencia o tiempo de retorno
CAUDAL:
En física e ingeniería, caudal es la cantidad de fluido que circula por unidad de tiempo en determinado sistema o elemento. Se expresa en la unidad de volumen dividida por la unidad de tiempo (e.g.: m³/s).
Q= V * A
Si la velocidad del fluido no es uniforme o si el área no es plana, el flujo debe calcularse por medio de una integral:
donde dS es el vector superficie, que se define como
donde n es el vector unitario normal a la superficie y dS un elemento diferencial de área.
Motivación
Identificar las necesidades/deficiencias de transporte.
Proponer soluciones/acciones. Evaluar cuantitativamente las
soluciones propuestas y generar alternativas.
Implementar eficientemente la solución optima
Estudios preliminares
Consideraciones iniciales:
Interdisciplinarios
Ingeniería de valor
Proyecto de Rehabilitación (para puentes existentes)
Descripción del proyecto
Estudios preliminares
Mínimo de Proyectos/Estudios requeridos
Ingeniería de transporte Proyecto geométrico/topográfico Proyecto hidráulico/hidrológico Proyecto arquitectónico Estudio financiero Estudio de impacto ambiental Estudio socio-económico Estudio de Geotecnia/Mecánica de suelos Proyecto estructural
Estudios preliminares
Proyectos/Estudios preliminares Ingeniería de transporte Proyecto geométrico/topográfico Proyecto hidráulico/hidrológico Proyecto arquitectónico Estudio financiero Estudio de Geotecnia/Mecánica de
suelos
Estudios preliminares
Ingeniería de transporte
Uso del puente Aforo vehicular Velocidad de diseño Tipo de vehículo (magnitud de las cargas) Tipo de vía/señalamientos Servicios requeridos/existentes
Estudios preliminares
Proyecto geométrico/topográfico
Topografía del sitio
Planta y longitud del puente
Alineamiento (tangente, curvo, esviajado, mixto)
Elevaciones y perfil vertical
Estudios preliminares
Proyecto hidráulico/hidrológico Condiciones hidro-climatológicas del sitio (efectos
de temperatura en el puente) Caudal máximo/de estiaje Tirante, dirección y condiciones de la corriente
(numero, tipo y orientación de columnas) Perfil de sedimentación/socavación del cauce Longitud y galibo mínimo Tipo de navegación (objetos de posible impacto) Obras de protección para muelle y estructura Drenaje del puente
Estudios preliminares
Proyecto arquitectónico Apariencia general Compatibilidad con el entorno y estructuras
adyacentes Exposición visual y experiencia para el
publico Optimización de espacios Tipo de puente (en coordinación con
Ingeniería de Estructuras)
Estudios preliminares
Estudio financiero
Financamiento (federal, estatal, concesion privada)
Nivel de financiamiento Estimación preliminar del costo Viabilidad del proyecto Recuperación de la inversión
Estudios preliminares
Estudio de Geotecnia/Mecanica de suelos
Recomendación de cimentación Nivel de aguas freáticas (underground water) Capacidad de carga admisible del suelo (para zapatas,
pilas, losas de cimentación, etc) Asentamientos inmediatos y a largo plazo Parámetros del suelo (tipo y densidad de suelo, modulo
de elasticidad, de cortante, etc.) Empujes laterales del suelo en estructuras de retención Periodo de vibración del suelo y parámetros de diseño
sísmico
Estudios preliminares
Proyecto estructural Tipo de puente (en coordinación con
arquitectura y dentro del límite financiero) Diseño de elementos estructurales óptimos Preveer accesos para mantenimiento Requerimientos y factibilidad de la
construcción