UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO FACULTAD DE INGENIERA

PROGRAMA DE ESTUDIO

Aprobado por el Consejo Tcnico de la Facultad de Ingeniera en su sesin ordinaria del 15 de octubre de 2008

HIDRULICA DE CANALES 1507 7 09 Asignatura Clave Semestre Crditos

Ingenieras Civil y Geomtica Ingeniera Hidrulica Ingeniera Civil

Divisin Departamento Carrera(s) en que se imparte

Asignatura: Horas: Total (horas):

Obligatoria X Tericas 4.5 Semana 4.5

Optativa Prcticas 0.0 16 Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriacin obligatoria antecedente: Hidrulica Bsica Seriacin obligatoria consecuente: Ninguna Objetivo(s) del curso: El alumno analizar el flujo permanente a superficie libre, con base en los principios y ecuaciones bsicas de la hidrulica. Comprender los conceptos ms importantes que se emplean en el estudio del arrastre de sedimentos en cauces. Temario

NM. NOMBRE HORAS

1. Conceptos y principios bsicos 4.5

2. Flujo uniforme 12.0

3. Energa especfica 10.5

4. Salto hidrulico 9.0

5. Flujo gradualmente variado 16.5

6. Transiciones 7.5

7. Aspectos generales del transporte de sedimentos 12.0

72.0

Prcticas de laboratorio 0.0

Total 72.0

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1 Conceptos y principios bsicos Objetivo: El alumno comprender las caractersticas principales de los diferentes tipos de flujo a superficie libre y las ecuaciones bsicas del flujo permanente en canales. Contenido:

1.1 Caractersticas del flujo a superficie libre. 1.2 Elementos geomtricos de la seccin y pendiente longitudinal. Canal prismtico. 1.3 Tipos de flujo a superficie libre. 1.4 Ecuaciones fundamentales del flujo unidimensional permanente. 1.5 Distribucin de la velocidad en la seccin. 1.6 Distribucin de la presin en la seccin. Flujo rectilneo y curvilneo.

2 Flujo uniforme Objetivo: El alumno disear la seccin de un canal prismtico considerando gasto, pendiente y caractersticas del fondo y de las paredes.

Contenido:

2.1 Condiciones para que se establezca el flujo uniforme. 2.2 Frmula de Chezy. 2.3 Leyes de friccin en canales lisos y rugosos. 2.4 Factor de friccin de Manning. 2.5 Clculo del flujo uniforme. 2.6 Canales cubiertos parcialmente llenos. 2.7 Diseo de la seccin de un canal. Seccin hidrulica ms eficiente. 2.8 Canales de seccin compuesta.

3 Energa especfica Objetivo: El alumno aplicar los conceptos de energa especfica para determinar el rgimen en un canal y .las variaciones en el tirante. Contenido:

3.1 Energa especfica del flujo rectilneo. 3.2 Rgimen crtico. Condicin de gasto o de energa especfica constantes. 3.3 Flujo en una transicin. 3.4 Condiciones crticas cuando se conocen las dimensiones de la seccin. 3.5 Clculo de la dimensin mnima de la seccin o de los tirantes alternos, cuando se conocen el gasto y

la energa especfica. 3.6 Velocidad de onda. 3.7 Pendiente crtica.

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4 Salto hidrulico Objetivo: El alumno calcular las caractersticas del salto hidrulico en canales con secciones usuales. Contenido:

4.1 Aplicacin de la ecuacin de cantidad de movimiento al salto hidrulico. 4.2 Caractersticas bsicas: tipos, perfil, longitud y prdida de energa. 4.3 Tirantes conjugados en canales horizontales. Solucin general. Soluciones directas para distintas

geometras de la seccin. Salto hidrulico normal, despus de un vertedor o de una compuerta. 4.4 Salto hidrulico sumergido. 4.5 Control del salto hidrulico mediante estructuras en el fondo.

5 Flujo gradualmente variado Objetivo: El alumno determinar los perfiles de la superficie libre del agua en canales prismticos y no prismticos, cuando el flujo vara gradualmente.

Contenido:

5.1 Ecuacin dinmica. 5.2 Caractersticas y clasificacin de los perfiles de flujo. 5.3 Secciones de control. 5.4 Perfiles compuestos. 5.5 Clculo de perfiles en canales prismticos y no prismticos. Mtodo de diferencias finitas. 5.6 Capacidad de conduccin de un canal. 5.7 Localizacin del salto hidrulico.

6 Transiciones Objetivo: El alumno disear dispositivos de aforo en canales as como transiciones en rgimen subcrtico y alcantarillas. Contenido:

6.1 Dispositivos de aforo en canales. 6.2 Transiciones en flujo subcrtico. 6.3 Alcantarillas.

7 Aspectos generales del transporte de sedimentos Objetivo: El alumno analizar las principales propiedades de las partculas sedimentarias y el inicio de su movimiento. Disear la seccin de un canal no revestido, sin arrastre. Conocer la mecnica del transporte de slidos y los tipos de socavacin que tienen lugar en un ro. Contenido:

7.1 Caractersticas de las partculas sedimentarias.

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7.2 Inicio de arrastre: esfuerzo cortante crtico y velocidad crtica. Mtodo de la fuerza tractiva. Canales no revestidos sin arrastre.

7.3 Resistencia al flujo: formas del fondo, regmenes del flujo y criterios para definirlos y para calcular la velocidad media de una corriente fluvial.

7.4 Transporte de sedimentos: tipos de transporte y criterios para cuantificarlo. 7.5 Socavacin.

Bibliografa bsica: Temas para los que se recomienda:

CHOW, Ven Te. 1 al 6 Open-Channel Hydraulics New York Mc. Graw Hill, 1959

GARDEA VILLEGAS, H. 1 al 6 Hidrulica de Canales Mxico Facultad de Ingeniera, UNAM, 1995 GARCA F. Manuel, MAZA A., J. A. 7 Manual de Ingeniera Mxico UNAM, 1997. Series del Instituto de Ingeniera, UNAM: Origen y propiedades de los sedimentos (601) Inicio de movimiento y acorazamiento (592) Transporte de sedimentos (584)

SOTELO VILA, Gilberto. Todos Hidrulica de Canales Mxico Facultad de Ingeniera, UNAM, 2002 Bibliografa complementaria:

FRENCH, Richard. 1 al 6 Hidrulica de Canales Abiertos Mxico Mc. Graw Hill, 1988

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CHANSON, H. 1 al 5 y 7 The Hydraulics of Open Channel Flow Oxford Butterworth, Heinemann, 1999 SOTELO A., Gilberto 1 al 6 Hidrulica II Mxico Facultad de Ingeniera, UNAM, 2001

STURM, Terry W., Todos Open Channel Hydraulics 1a. edicin 2001. McGraw-Hill.

Sugerencias didcticas: Exposicin oral X Lecturas obligatorias Exposicin audiovisual X Trabajos de investigacin X Ejercicios dentro de clase X Prcticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prcticas de campo Seminarios Otras: Uso de programas de

computo. Prcticas de laboratorio son requisito sin crdito.

X

Forma de evaluar:

Exmenes parciales X Participacin en clase X Exmenes finales X Asistencias a prcticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras

Perfil profesiogrfico de quienes pueden impartir la asignatura Profesores e Investigadores de las disciplinas

Formacin acadmica:

Ingeniero Civil

Experiencia profesional:

En docencia e investigacin vinculadas a la Ingeniera Hidrulica o haber participado en proyectos de Ingeniera Hidrulica relacionados con los temas de la asignatura.

Especialidad:

Ingeniera Hidrulica.

Conocimientos especficos:

Flujo a superficie libre

Aptitudes y actitudes: Transmitir los conocimientos relacionados con la asignatura y capacitar a los alumnos para

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resolver problemas relacionados con la Hidrulica de Canales.