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.

ESTUDIOS PRELIMINARES DE UN PUENTE

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

GRACIAS