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Facultad de Ingeniera - Universidad Nacional de Cuyo
Facultad de Ingeniera - Universidad Nacional de Cuyo
PROGRAMA DE ASIGNATURA
Asignatura: HIDRULICA GENERAL
Carrera: Ingeniera Civil
Ao: 2007
OBJETIVOS
Los objetivos consisten en que el alumno adquiera los conocimientos indispensables
relativos a los conceptos fsicos bsicos de la disciplina Hidrulica. Que adquiera y
demuestre habilidad en el manejo prctico de problemas de escurrimiento o conduccin de
fluidos; tanto en tuberas, como en canales. As como, en los conceptos fundamentales del
escurrimiento del agua en medios porosos. Tambin se incluye la comprensin de la
importancia de los fenmenos hidrulicos para la regin y sus obras.
CONTENIDOS
UNIDAD 1: HIDROSTTICA.
1.A. Fluidos: concepto, propiedades, lquido perfecto. Nocin de Hidrulica.
1.B. Hidrosttica: ecuaciones de equilibrio. Ley de la Hidrosttica. Aplicaciones: fluidos
sometidos a la accin de su peso propio, equilibrio slido.
1.C. Presiones: Principio de Pascal. Piezmetros.
1.D. Empujes: empujes sobre superficies planas y curvas.
1.E. Flotacin: principio de Arqumedes. Equilibrio de cuerpos flotantes.
TRABAJO PRCTICO N 1. HIDROSTTICA.
Piezmetros. Empujes sobre superficies planas y curvas: compuertas. Flotacin. Equilibrio
Slido.
UNIDAD 2. FUNDAMENTOS DE LA HIDRULICA.
2.A. Cinemtica del agua: nocin de partcula, sistemas de Lagrange y Euler, trayectorias,
lneas de corriente, filetes. Tipos de movimientos. Clasificacin de los escurrimientos.
Deformaciones, campo de velocidades y aceleraciones.
2.B. Hidrodinmica del agua: diferencia con cinemtica, ecuaciones de Euler, movimiento
permanente del lquido perfecto, ecuacin de la continuidad, Teorema de Bernoulli. Corriente
lquida: gasto, generalizacin del Teorema de Bernoulli a toda la corriente, Teorema de Bernoulli
en lquidos reales, aplicaciones. Bernoulli a caudal constante. Ecuacin de la continuidad.
Escurrimiento crtico, nmero de Froude.
2.C. Corrientes bidimensionales: trazado de redes de corriente.
TRABAJO PRCTICO N 2. APLICACIONES DEL TEOREMA DE BERNOULLI.
Teorema de Bernoulli en corrientes abiertas y cerradas. Clculo del coeficiente de Coriolis.
Clculo de alturas de agua en canalizaciones abiertas con singularidades. Clculo de
velocidad media U. Ecuacin de continuidad para movimiento permanente variado. Curva de
Bernoulli a caudal constante. Rgimen subcrtico y supercrtico.
UNIDAD 3. LQUIDOS EN MOVIMIENTO.
3.A. Movimiento laminar: frotamientos, nmero de Reynolds, tensin de corte hidrulico y
prdida de carga, ecuaciones del movimiento laminar, distribucin de velocidad, factor de
resistencia.
3.B. Movimiento turbulento: rugosidad, tensin tangencial, cambio de rgimen, experiencias
de Nikuradze, estudio analtico de la turbulencia, experiencias de Fristch, longitud de mezcla,
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capa laminar parietal, teora de Prandtl-Von Karman, ecuacin universal de la velocidad,
tuberas lisas y rugosas.
3.C. Capa lmite: concepto y aplicaciones.
TRABAJO PRCTICO N 3. MOVIMIENTOS LAMINAR Y TURBULENTO.
Clculo de tuberas en movimiento laminar: prdidas de carga. Grfico de Nikuradse.
Clculo de tuberas en movimiento turbulento en tubera lisa y en tubera rugosa: prdidas
de carga.
UNIDAD 4. CANALIZACIONES CERRADAS.
4.A. Movimiento permanente uniforme en tuberas. Ecuacin de la tubera. Caeras
comerciales. Clculo hidrulico. Diagrama de Moody. Frmulas experimentales. Caeras cortas
y largas. Perfil geomtrico e hidrulico. Tubera de caudal variable. Servicio en camino o
servicio en ruta. Proyecto y clculo de redes cerradas y abiertas en tuberas.
4.B. Movimiento en tuberas de fluidos en general. Proyecto y clculo de tuberas para gases
y lquidos viscosos.
4.C. Movimiento impermanente en tuberas: ecuaciones de Saint-Venant. Golpe de ariete:
descripcin del fenmeno, clculo de la celeridad de la onda, sobrepresin, influencia del
tiempo de cierre.
TRABAJO PRCTICO N 4. CLCULO DE TUBERAS.
Clculo de tuberas comerciales mediante la aplicacin del grfico de Moody y/o ecuacin
de Colebrook y Darcy-Weisbach. Redes abiertas. Redes cerradas con servicio en ruta.
Trazado de lneas piezomtricas. Clculo de tuberas para gases y otros fluidos.
UNIDAD 5. SINGULARIDADES EN CONTORNOS CERRADOS.
5.A. Orificios: definicin, clasificacin, Teorema de Torricelli. Orificio perfecto: ecuacin de
gasto, coeficientes de correccin. Orificio bajo compuerta. Vaciamiento de un depsito.
5.B. Orificio en pared gruesa: coeficiente de gasto, aplicaciones.
5.C. Cambios bruscos y graduales de seccin en canalizaciones cerradas: Teorema de
Borda: factores de resistencia en cambios de seccin.
TRABAJO PRCTICO N 5. ORIFICIOS.
Orificios en pared delgada: uso de los coeficientes de correccin. Orificios en pared gruesa:
clculo de coeficientes de gasto. Salida desde un depsito con tubera y singularidades en
la misma: trazado de la lnea de energa y de la lnea piezomtrica. Orificio bajo compuerta:
resalto aguas abajo. Tiempo de vaciado en depsitos de cualquier forma.
UNIDAD 6. CANALIZACIONES ABIERTAS: CANALES.
6.A. Movimiento permanente uniforme en canales. Tipos de canales. Ecuacin del
movimiento permanente. Distribucin de velocidad, coeficientes de velocidad. Curva de
descarga. Diseo y clculo de secciones transversales en canales. Caudal a Bernoulli
constante.
6.B. Movimiento permanente variado. Clasificacin de las corrientes. Discusin del eje
hidrulico: cambios de pendiente. Clculo de curva de remanso para singularidades.
6.C. Movimiento impermanente: ecuaciones de Saint-Venant. Ondas de traslacin:
clasificacin, estudio de la onda solitaria, ondas bajas y ondas altas, celeridad de las ondas.
Onda estacionaria: resalto.
TRABAJO PRCTICO N 6. CANALES EN MOVIMIENTO PERMANENTE UNIFORME.
Diseo y clculo de secciones transversales de canalizaciones de distintas formas y tipo de
materiales. Secciones compuestas: diferente forma y diferente rugosidad.
TRABAJO PRCTICO N 7. MOVIMIENTO PERMANENTE VARIADO EN CANALES.
Clculo de la curva de remanso producida por singularidades. Discusin del eje hidrulico
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para singularidades.
UNIDAD 7. SINGULARIDADES EN CONTORNOS ABIERTOS.
7.A. Vertederos: definicin y clasificacin. Vertedero perfecto: Teora de Boussinecq.
Vertederos no perfectos, coeficientes de correccin. El vertedero y el rgimen de la
canalizacin. Distintas secciones de vertederos, coeficientes de gasto.
7.B. Vertedero en pared gruesa: evaluacin de las prdidas de carga y coeficientes de gasto.
Vertedero en pared intermedia. Vertedero lateral: estudio y aplicaciones.
7.C. Funcin Momenta: Ecuacin de la Momenta. Ecuacin de la Momenta en resaltos.
Influencia de la pendiente de fondo en la ecuacin de la Momenta.
7.D. Prdidas de carga en singularidades en canalizaciones abiertas: clculo de prdidas
de carga en escaln de subida y de bajada mediante ecuacin de la momenta. Variaciones
graduales de seccin, factores de resistencia y prdidas de carga. Rejillas: disposicin y
prdidas de carga.
TRABAJO PRCTICO N 8. VERTEDEROS.
Vertederos en pared delgada: uso de los coeficientes de correccin. Vertedero en pared gruesa:
clculo del coeficiente de gasto y curva de gasto.
TRABAJO PRCTICO N 9. SINGULARIDADES EN CANALIZACIONES ABIERTAS.
Aplicaciones de la ecuacin de la Momenta en cambios de seccin, cambios de pendiente
(resalto). Clculo de las prdidas de carga mediante la ecuacin de la momenta. Aplicacin
de la funcin momenta para secciones de cualquier forma.
UNIDAD 8. ESCURRIMIENTO EN MEDIOS POROSOS.
8.A. Ciclo Hidrolgico: concepto, aguas superficial y agua subterrnea.
8.B. Acuferos: definicin y tipos. Rgimen del escurrimiento en los acuferos. Ley de Darcy:
alcances de su aplicacin. Construccin de perforaciones: aspectos legal y tcnico.
8.C. Captacin de aguas subterrneas en rgimen estable: hidrulica de los pozos de
captacin para acuferos libres y confinados.
8.D. Acuferos en rgimen no estable: coeficientes de transmisibilidad, almacenamiento y
permeabilidad.
8.E. Interferencia de pozos: concepto y aplicaciones.
TRABAJO PRCTICO N 10. AGUA SUBTERRNEA.
Captacin de agua subterrnea en rgimen estable: acuferos libres y confinados, clculo de
coeficiente de permeabilidad, depresiones, niveles piezomtricos. Clculo de coeficiente de
transmisibilidad y almacenamiento para rgimen no estable.
PRCTICA DE LABORATORIO N 1
Visualizacin de escurrimientos en tuberas y en canales, en general. Medicin de velocidad
con molinetes y velocmetros. Clculo de los caudales correspondientes. Simulacin de
movimientos impermanentes mediante el manejo de las compuertas de cabecera y final de la
canaleta, asimismo, como la formacin de resaltos.
PRCTICA DE LABORATORIO N 2.
Visualizacin del escurrimiento en un vertedero triangular de aforo. Medicin y elaboracin de la
curva de gasto del mismo, y curva de gasto para compuertas y canales.
VISITA DE OBRA.
Visita a Canales Primarios de riego, Diques de compuertas ubicados en Canales Primarios.
Visin general de una red de riego. Comprensin del sistema de distribucin del agua para
riego.
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METODOLOGA DE ENSEANZA
Se ha adoptado como sistema de aprendizaje el dictado terico-prctico de los temas que
comprenden el contenido de esta materia. Y la demostracin analtica y experimental de los
fenmenos que se estudian. El dictado de las clases y las prcticas de laboratorio se realizar
mediante el uso de tiza y pizarrn, filminas y can multimedia, se complementar con la
discusin y resolucin conjunta (alumnos-docente) en clase de la ejercitacin correspondiente a
los Trabajos Prcticos, y una resea de la resolucin respecto de los ejercicios propuestos de
los mismos y las alternativas que se presentan en cada uno. Adems se agregan los ejemplos
de aplicacin ms convenientes para cada caso, y dos prcticas en el Laboratorio de Hidrulica
para la reproduccin y observacin de los fenmenos fsicos estudiados. Se incluye un visita de
campo para la mejor visualizacin de un sistema de riego y de la importancia del mismo en
nuestra regin.
Los recursos didcticos a utilizar no varan mucho respecto de los de aos anteriores: una gua
de estudio completa de la materia (que se aclara que es optativa para su uso) y una gua de
trabajos prcticos con ejercicios desarrollados y ejercicios propuestos (ambas disponibles en
Biblioteca). Este ao adems se incluye una clase a la presentacin y manejo de software
relacionado a la materia, tales como:
_ FLOWMASTER: una versin de uso acadmico, que permite el clculo de
canalizaciones abiertas y cerradas con agua, como fluido de escurrimiento.
Tambin tiene la utilidad de poder construir la curva de gasto de secciones
transversales mixtas.
_ HCANALES: una versin de uso acadmico, que permite el clculo de
canalizaciones abiertas, resalto, remanso, curva de gasto, entre otros; tambin
para agua.
Actividad Carga horaria por
semestre
Teora y resolucin de ejercicios simples 45
Formacin prctica
Formacin Experimental - Laboratorio 15
Formacin Experimental - Trabajo de campo 15
Resolucin de problemas de ingeniera 20
Proyecto y diseo 10
Total 105
BIBLIOGRAFA
Bibliografa bsica
Autor Ttulo Editorial Ao
Ejemplares
en biblioteca
Ctedra de Hidrulica
General
Gua terica de estudio de todas
las unidades elaborada por la
ctedra, para fotocopiar
Apuntes de
UNCuyo 1997 1
Ing. Patricia Infante.
Ing. Alejandra Punta
Paula Acosta
Luis A. Rosell
Compendio de los Trabajos
Prcticos incluidos en el tem 3-
Contenido, con ejercicios
desarrollados y propuestos,
elaborada por la ctedra, para
fotocopiar.
Apuntes de
UNCuyo
2001-2002 1
Vctor l. Streeter Mecnica de los Fuidos McGrawHill 2000 3
Jos Franzini Mecnica de los Fluidos McGrawHill 1999 9
Hunter Rouse
Video del Laboratorio de
Hidrulica de la Universidad de
Iowa
Universidad
de Iowa. 1999 1
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Autor Ttulo Editorial Ao Ejemplares
en biblioteca
Juan Saldarriaga Hidrulica de Tuberas McGrawHill 1998 2
Escriba Bonaf Hidrulica para Ingenieros Bellisco 1998 1
Gilberto Sotelo Avila Hidrulica General Limusa
Noriega 1974 4
Vctor l. Streeter Mecnica de los Fluidos McGrawHill 1988 3
Francisco J. Domnguez. Hidrulica
Universidad
Catlica de
Chile.
1974 4
Hunter Rouse Mecnica de los Fluidos Dossat 1960 4
Ven Te Chow Hidrulica de los Canales
Abiertos
Diana 1982 3
Claudio Mataix Mecnica de los Fluidos y
Mquinas Hidrulicas
Harla 1982 1
O. Streck Problemas de Hidrulica
Aplicada Labor 1943 2
Calvin V. Davis Tratado de Hidrulica Aplicada McGrawHill. 1969 1
A. Balloffet- L.M. Gotelli -
G. Meoli. Hidrulica Ediar. 1952 3
Juan y Jos Gandolfo Manual Cspedes de Hidrulica UNLP 1948 1
S. W. Lohman Hidrulica Subterrnea Ariel 1977 2
Bibliografa complementaria
Autor Ttulo Editorial Ao Ejemplares
en biblioteca
Giles, Ranald, Evett y
Jack Mecnica de Fluidos e Hidrulica McGrawHill. 1994 5
Vctor l. Streeter Mecnica de los Fluidos McGrawHill 1961 1
Vctor l. Streeter Mecnica de los Fluidos McGrawHill 1963 3
Vctor l. Streeter Mecnica de los Fluidos McGrawHill 1968 7
Francisco J. Domnguez. Hidrulica
Universidad
Catlica de
Chile.
1959 14
Hunter Rouse Mecnica de los Fluidos Dossat 1953 1
Hunter Rouse Mecnica de los Fluidos Dossat 1955 1
Claudio Mataix Mecnica de los Fluidos y
Mquinas Hidrulicas Harper y Row 1970 10
P. H. Forcheimer Tratado de Hidrulica Labor 1939 1
Calvin V. Davis Tratado de Hidrulica Aplicada Labor 1956 6
Trueba Coronel Hidrulica CECSA. 1954 1
Azevedo Neto Manual de Hidrulica Harla 1976 5
Horacio King Manual de Hidrulica UTEHA. 1962 2
Horacio King Manual de Hidrulica UTEHA. 1980 1
Jorge Russell Hidrulica CECSA. 1968 1
Alberto Schlag Hidrulica Limusa 1966 1
G. Remenieras Tratado de Hidrologa Aplicada Tcnicos
Asociados
1974 4
Castany. Prospeccin y Explotacin de
agua subterrnea Omega 1975 1
Castany Prospeccin y Explotacin de
agua subterrnea Omega 1971 4
Alberto Alba Explotacin, Captacin y
Exploracin de agua subterrnea
Apuntes de
UNCuyo 1971 3
Rubn Ojeda Introduccin a la explotacin del
agua subterrnea
Apuntes de
UNCuyo 1985 6
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EVALUACIONES
Mtodo de aprobacin: examen final.
La eleccin de examen final para la aprobacin de la materia, se fundamenta en que de esa
manera se obtiene una visin global de la misma y de sus conceptos bsicos para materias
posteriores y correlativas.
El primer da de clases se le notifica a los alumnos de los objetivos a alcanzar, del contenido del
programa, la organizacin del dictado de la ctedra (fechas de exmenes parciales
principalmente), el sistema adoptado para la aprobacin de la materia, as como una explicacin
de en qu consiste el examen final.
El sistema de evaluacin de los alumnos durante el cuatrimestre de cursado es el de evaluacin
continua. Para lo cual se toman cuatro evaluaciones parciales que incluyen dos unidades cada
una, y sus respectivas recuperaciones. Las fechas de los exmenes parciales se planifican
antes del comienzo del ciclo lectivo, de modo que los alumnos disponen de esas fechas el
primer da de clases, as tambin como de las unidades incluidas en cada una.
Los exmenes parciales consisten de ejercicios prcticos de los temas incluidos en cada uno,
acompaado cada ejercicio de un aspecto o pregunta conceptual para evaluar la adquisicin de
conceptos de los temas estudiados. Se evala el concepto y la metodologa de resolucin de
los ejercicios, incluyendo el anlisis matemtico aplicado y el anlisis dimensional de los
reemplazos numricos correspondientes. Tambin se exige la ejecucin de grficos o croquis
en relacin a cada ejercicio. Cada evaluacin se aprueba con un porcentaje de 70 sobre 100.
La lista con el resultado de la evaluacin se expone, a la semana siguiente de tomada, en el
aula de clases
Los requisitos para obtener la regularidad consisten en la aprobacin de por lo menos tres de
las cuatro evaluaciones ya descriptas, o de sus recuperaciones, y la asistencia a por lo menos
el 75% de las clases dictadas.
Una vez obtenida la regularidad, se est en condiciones de inscribir y dar el examen final, que
consiste en la evaluacin de la materia completa, a travs de una primera parte prctica y una
segunda parte terica. La parte prctica consiste de un ejercicio a programa abierto cuya
resolucin es decisiva en la continuidad del examen. Una vez aprobada la primera parte se
pasa a la segunda, en la cual se seleccionan dos temas de las bolillas de examen extradas por
el alumno, que deben ser desarrollados a nivel conceptual y terico. En caso que su
desempeo sea satisfactorio se concluye el examen.
La nota final a colocar se obtiene de una ponderacin entre las notas obtenidas en los
exmenes parciales, su desempeo en clase durante el cuatrimestre y el desempeo en el
examen final.
Para los alumnos libres el examen final consta del desarrollo escrito de un tema elegido por la
ctedra a programa abierto, el cual debe ser aprobado para seguir el examen, luego de lo cual,
pasa a ser un alumno regular, cuya evaluacin final ya ha sido descripta
Programa de examen
Bolilla 1: Temas: 1-3-2
Bolilla 2: Temas: 2-4-1
Bolilla 3: Temas: 3-5-8
Bolilla 4: Temas: 4-6-7
Bolilla 5: Temas: 5-7-6
Bolilla 6: Temas: 6-8-5
Bolilla 7: Temas: 7-3-4
Bolilla 8: Temas: 8-6-3
Bolilla 9: Temas: 1-7-2
MENDOZA, 17 DE FEBRERO DE 2007.
ING. ESP. PATRICIA SUSANA INFANTE