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Universidad Autónoma Chapingo Departamento de Irrigación

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I. Datos Generales de la Asignatura

Unidad Académica Programa Educativo Área Académica Año – Semestre

Irrigación Ingeniería en Irrigación Ingeniería de los aprovechamientos

hidráulicos 5° – 1er.

Clave Denominación de la Asignatura Fecha de

Elaboración

Fecha de

Aprobación

Fecha de

Revisión

Hidráulica Básica Octubre/2017

Área del

conocimiento: Ingeniería de los Aprovechamientos Hidráulicos

Nivel Carácter Tipo Modalidad

Medio Superior ( ) Obligatoria ( x ) Teórico ( ) Presencial ( x )

Licenciatura ( x ) Optativa ( ) Práctico ( ) Mixto ( )

Posgrado ( ) Electiva ( ) Teórico-Práctico ( x ) En línea ( )

Responsable del

Programa:

Dr. Ramón Eduardo Arteaga Tovar M.C. Natalio Gutiérrez Carrillo Dr. Samuel Pérez Nieto

Distribución de horas formativas

Horas Semanales Horas Semestrales Créditos

Totales Teoría Práctica

Estudio

independiente Teoría Práctica Totales

4 1 2.5 64 16 0 80 7.5


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Contextualización de la asignatura (módulo, disciplina, unidades de competencia):

PRESENTACION

El curso de Hidráulica Básica consiste de siete unidades temáticas y 10 prácticas, en las que se presentan conceptos y aspectos elementales del agua y de la hidráulica; los principios que rigen el estado de reposo del agua, detallando en los dispositivos para medir presión hidrostática y en el cálculo de empuje sobre superficies planas y curvas; aspectos teóricos y prácticos en los que se basa el estudio del agua en movimiento; el estudio del flujo de agua en orificios, vertedores, tuberías y canales, enfocando el análisis a distintos dispositivos, estructuras y equipos aplicables a los problemas que plantea la práctica profesional del Ingeniero en Irrigación en las áreas de Aprovechamientos Hidráulicos, Ingeniería de Riego y Drenaje y, Evaluación y Conservación de Recursos Naturales.

RESUMEN DIDÁCTICO

El curso de Hidráulica Básica es fundamental para la formación del Ingeniero en Irrigación, por lo que tiene por finalidad proporcionar conocimientos teórico-prácticos sobre conceptos básicos de propiedades y características del agua, instrumentos de medición de presión, fundamentos de Hidrostática e Hidrodinámica y aspectos teóricos y prácticos del flujo de agua en orificios, vertedores, tuberías y canales, mismo que serán empleados en cursos posteriores de carácter terminal que conforman el plan de estudios de esta carrera. Se cursa en el primer semestre de quinto año de la carrera, simultáneamente con los cursos de Mecánica de Materiales, Geología General e Inglés II. Requiere como prerrequisitos los cursos de Estática Básica, Dinámica Básica, Álgebra Lineal, Cálculo Multivariado, Topografía Aplicada, Programación y Métodos Numéricos, de modo que el curso es de carácter integrador de los conocimientos adquiridos en esas asignaturas y de carácter básico para las asignaturas de las cuales es prerrequisito, y que forman parte del segundo semestre de quinto año, de sexto y séptimo año de la currícula del Ingeniero en Irrigación, que son: Meteorología Agrícola, Edafología, Relación-Agua-Suelo-Planta-Atmósfera, Hidrología Superficial, Geohidrología, Equipos de Bombeo, Ingeniería de Riego por Gravedad, Drenaje Agrícola, Ingeniería de Riego a Presión, Manejo de Aguas Residuales y Operación de Sistemas de Riego.

La parte teórica del curso se impartirá en el aula mediante la exposición directa del profesor ante el grupo, de todos los capítulos que integran el programa, apoyándose en literatura relativa a cada uno y en presentaciones de computadora y videos. La parte práctica, se desarrollará en el Laboratorio de Hidráulica del Departamento, previa explicación breve en el aula de la metodología a seguir en cada práctica; esta parte del curso se llevará a cabo dividiendo el grupo en equipos de trabajo de entre 4 y 6 estudiantes. Para lo anterior, se requerirá de material didáctico de apoyo e instructivos, así como de diversas instalaciones, dispositivos y materiales de laboratorio que serán listados y descritos para cada práctica en particular; se requerirá asimismo, de equipo de cómputo, tanto para la realización de algunas prácticas, como para la elaboración de los reportes correspondientes.

La evaluación del curso consistirá en tres partes; la parte teórica se evaluará con tres exámenes individuales, constituyendo el 50% de la calificación final del curso; el primer examen abarcará las tres primeras unidades; el segundo, las unidades 4 y 5 y, el tercero las dos últimas unidades. También como parte de la parte teórica, un 20 % de la evaluación consistirá de la resolución y entrega de


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Contextualización de la asignatura (módulo, disciplina, unidades de competencia):

manera individual de problemarios de cada uno de los capítulos. La evaluación de la parte práctica, que constituirá el restante 30% de la calificación final del curso, se hará mediante los reportes de las prácticas desarrolladas que se entregarán por equipos de trabajo y con la aplicación de un examen final individual.

METODOLOGÍA

Cada uno de los capítulos de la parte teórica de la materia, se impartirán en el aula mediante la exposición directa del profesor ante el grupo, apoyándose en literatura relativa a cada uno de los temas, así como en diapositivas proyectadas. Cabe mencionar, la interacción profesor-alumno por medio de preguntas específicas para promover su participación activa en clase y la discusión de los temas expuestos. Para cada uno de los temas, se resolverán ejercicios que ilustren los conceptos estudiados, además de la demostración de su aplicación y aplicabilidad en la solución de problemas de otras materias de carácter práctico, relacionados con la carrera. Adicionalmente, y para cada capítulo de la materia (excepto para el tercero), se dejará al estudiante una serie de ejercicios para resolver como trabajos extra clase, con la finalidad de que afiance los conocimientos impartidos en clase. Los cuales contarán para la evaluación final de la asignatura.

La parte práctica de la materia, se desarrollará en el Laboratorio de Hidráulica del Departamento, previa explicación breve en el aula de la metodología a seguir en cada práctica. Esta parte de la asignatura se llevará a cabo dividiendo el grupo en equipos de trabajo de 4 y 6 estudiantes. Para lo anterior, se requerirá de material didáctico de apoyo e instructivos, así como de diversas instalaciones, dispositivos y materiales de laboratorio que serán listados y descritos para cada práctica en particular; se requerirá asimismo, de equipo de cómputo, tanto para la realización de algunas prácticas, como para la elaboración de los reportes correspondientes.

Una descripción general de la metodología a emplear en la impartición de las prácticas de la asignatura, se presenta para todas y

cada una de las prácticas, en el Programa práctico de la misma.


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II. Propósito y Competencia (s) académica (s) de la asignatura.

Propósito:

Relacione los conocimientos teórico-prácticos básicos que rigen el estado de reposo y de movimiento del agua para aplicarlos

a diversos dispositivos, estructuras y equipos de medición, regulación y conducción.

Interprete y solucione problemas frecuentes relativos a la Ingeniería de Riego, y al diseño, construcción, operación y

mantenimiento de obras, estructuras, sistemas y equipos hidráulicos de riego y drenaje agrícola.

Lo anterior, mediante la revisión y análisis de los conceptos, leyes y principios aplicables.

Competencias genéricas

Identifica, formula y resuelve problemas de ingeniería

Utiliza de manera efectiva las técnicas y herramientas de aplicación en la ingeniería

Actúa con ética, responsabilidad profesional y compromiso social, considerando el impacto económico, social y ambiental

de su actividad en el contexto local y global

Competencias profesionales

Caracteriza, diagnostica y planea el manejo de los recursos naturales utilizando las técnicas y procedimientos que más se

adecuen a la información disponible, para propiciar su conservación a un costo mínimo y con una visión de sostenibilidad.

Realiza los estudios necesarios para el aprovechamiento sostenible de los recursos hídricos superficiales y subterráneos en

diversos usos, fundamentalmente el riego, considerando todas las variables involucradas en los distintos procesos y

metodologías de una manera ética y profesional.

Competencias académicas

Identifica la relación de la hidráulica con otras disciplinas por medio de los conceptos básicos y principios de la hidráulica.

Mismos, que le servirán para aplicar a la solución de diversas problemáticas dentro del ámbito agrícola, así como para la

toma de decisiones.

Define ecuaciones de cálculo del gasto de estructuras de medición, regulación y control que funcionan como vertedores,

enfatizando en el diseño de obras de excedencias en obras de almacenamiento.


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III. Evidencias Generales de Desempeño.

Productos o evidencias

Generales Estrategias y Criterios Generales de Evaluación de Desempeño

Examen teórico escrito individual. Valorar la asimilación de los conocimientos teóricos impartidos que comprende el curso de

Hidráulica Básica.

Reportes de prácticas por equipo Valorar el nivel de adquisición de los conocimientos sobre los fenómenos y eventos

hidráulicos observados en el laboratorio mediante su asistencia y entrega del reporte.

Series de ejercicios individuales Cuantificar la apropiación de los conceptos básicos de la materia mediante su aplicación a la

solución y entrega de ejercicios relacionados con ellos.

Examen Práctico escrito individual Valorar la asimilación de los conocimientos prácticos impartidos.


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IV. Estructura Básica del programa

Unidad de aprendizaje No. 1 Introducción y Generalidades

Horas teoría 6

Horas práctica 2

Propósitos específicos de la Unidad de Aprendizaje:

Identifique los conceptos básicos de la hidráulica y su relación con otras disciplinas, así como revisar los sistemas de unidades y las

propiedades físicas del agua.

Contenido de la Unidad de Aprendizaje

Elementos de la Competencia

Conocimientos Habilidades Actitudes y valores

1.1. Presentación del curso

1.2. Definición y campo de estudio de la

hidráulica

1.3. Breve historia de la hidráulica

1.4. Sistemas de unidades y magnitudes

físicas

1.5. Propiedades físicas del agua

Conocimiento de un panorama

histórico de la hidráulica

Conversión de unidades entre los

sistemas

Aplicación de las propiedades físicas

del agua

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad

Materiales y recursos a utilizar

Didácticos Tecnológicos, informáticos y de comunicación

Presentaciones

Instructivos para prácticas

Proyector Digital

Computadora personal

Pintarrón

Dispositivos, estructuras y equipos hidráulicos

Internet

Estrategias de enseñanza Actividades de aprendizaje


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Exposición verbal de los temas que comprende el curso, por

parte del profesor y de los cuales el estudiante dará seguimiento

con ejercicios en clase y tareas. Cabe mencionar, el apoyo en

prácticas para reforzar la enseñanza.

Realiza lecturas para que el estudiante comprenda e identifique

la conceptualización de Hidráulica Básica. Así mismo, participar

y aportar en los debates en clase acerca de las lecturas.

Realiza una visita práctica de reconocimiento al Departamento y

Laboratorio de Hidráulica, y una práctica para identificar la

tensión superficial y capilaridad del agua. De lo anterior, el

estudiante va a entregar un reporte bajo los criterios estipulados

por el profesor.

Productos o evidencias de desempeño Criterios de Evaluación del Desempeño

Tareas Entregar una investigación de los conceptos que comprende la

hidráulica, así como su relación con otras disciplinas. Se

considera el soporte bibliográfico.

Práctica Participar en el desarrollo de la práctica y valorar el nivel de

asimilación de conocimientos teóricos del curso. Entregar el

reporte correspondiente bajo criterios estipulados por el

profesor.

Examen teórico Asimilar la conceptualización de la hidráulica.

Examen práctico Calcular la tensión superficial y capilaridad del agua.


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ACTIVIDADES PRÁCTICAS 1:

TITULO: Visita al departamento de hidráulica del Departamento de Irrigación.

PROPOSITO: Identifique el funcionamiento general, el instrumental, los dispositivos y estructuras hidrométricas y las instalaciones

del Laboratorio de Hidráulica del Departamento de Irrigación.

TIEMPO: 1h.

LUGAR: Laboratorio de hidráulica del departamento de Irrigación.


TÍTULO: Tensión superficial y capilaridad.

PROPÓSITO:

1) Observe algunos fenómenos relacionados con las fuerzas de tensión superficial del agua y de capilaridad.

2) Compruebe que la altura capilar está en relación inversa con el diámetro del conducto por el cual asciende el agua.

3) Compare el ascenso capilar en columnas de suelo de diferentes texturas.

4) Determine experimentalmente la tensión superficial del agua.

TIEMPO: 1h.



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Unidad de aprendizaje No. 2 Hidrostática

Horas teoría 10

Horas práctica 2


Identifique los principios en que se funda el estudio del estado de reposo de los fluidos, los dispositivos para medir presión, y la

teoría para el cálculo de empuje sobre superficies planas y curvas.




2.1. El concepto de presión hidrostática

2.2. Principio de Pascal

2.3. Principio fundamental de la hidrostática

2.4. Dispositivos para medir presión

2.5. Empuje sobre superficies planas

2.6. Empuje sobre superficies curvas

2.7. Principio de Arquímedes

Aplica los principios de la hidrostática

Calcula de empujes sobre las

superficies planas y curvas

Maneja dispositivos para medir

presión

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad



Presentaciones


Proyector Digital


Pintarrón


Internet



10





Realizar lecturas que permitan al estudiante asimilar la

Hidrostática. Así mismo, participar y aportar en los debates en

clase acerca de las lecturas.

Realizar una práctica para que el estudiante utilice dispositivos

para medir la presión hidrostática. De lo anterior, el estudiante va

a entregar un reporte bajo los criterios estipulados por el profesor.


Tareas Entregar un análisis de la hidrostática. Se considera el soporte

bibliográfico.



reporte correspondiente bajo criterios estipulados por el profesor.

Series de ejercicios Entregar resuelta la serie de ejercicios enfocados a los temas de

la unidad.

Examen teórico Valorar el nivel de comprensión de la hidrostática.

Examen práctico Manejar los dispositivos para medir la presión hidrostática.


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TITULO: Dispositivos para medir presión hidrostática.

PROPÓSITO: Maneje y determine la precisión de los diferentes dispositivos medidores de presión hidrostática.

TIEMPO: 2h.



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Unidad de aprendizaje No. 3 Hidrodinámica

Horas teoría 10

Horas práctica 2


Realice ecuaciones para identificar los conceptos y principios básicos que rigen el movimiento del agua para su aplicación en campo.




3.1. Generalidades

3.2. Corrientes líquidas

3.3. Elementos geométricos de una

corriente líquida

3.4. Elementos técnicos de una corriente

líquida

3.5. Clasificación de los tipos de flujo

3.6. Ecuación de continuidad

3.7. Teorema de Bernoulli

3.8. Ecuación de cantidad de movimiento

Identifica y caracteriza las corrientes

líquidas y de sus elementos técnicos

Aplica el teorema de Bernoulli y de la

ecuación de continuidad

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad



Presentaciones


Proyector Digital


Pintarrón


Internet



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Hidrodinámica. Así mismo, participar y aportar en los debates en

clase acerca de las lecturas.

Realizar una práctica para que el estudiante visualice tipos de

flujos en tuberías.


Tareas Entregar un análisis de la hidrodinámica. Se considera el soporte

bibliográfico.





la unidad.

Examen teórico Valorar el nivel de comprensión de la hidrodinámica.

Examen práctico Manejar el Número de Reynolds para medir fluidos en tuberías


TITULO: Visualización de los tipos de flujo en tuberías definidos por el Número de Reynolds.

PROPOSITO: Observe y determine experimentalmente los tipos de flujo laminar, transicional y turbulento.

TIEMPO: 2h.



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Unidad de aprendizaje No. 4 Flujo de agua en orificios

Horas teoría 10

Horas práctica 4


Identifique los componentes de un plano de instalaciones para su elaboración.




4.1. Generalidades

4.2. Orificios de pared delgada

4.3. Orificios de pared gruesa

4.3. Orificios en condiciones especiales

4.4. Orificios de bajo carga variable

4.5. Compuertas

Identifica y caracteriza los diferentes

tipos de orificios

Identifica los dispositivos y estructuras

que funcionan como orificios

Calibración de estructuras de aforo

que funcionan como orificios

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad



Presentaciones


Proyector Digital


Pintarrón


Internet






Realizar lecturas que permitan al estudiante asimilar el flujo del

agua en orificios. Así mismo, participar y aportar en los debates

en clase acerca de las lecturas.


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Se considera aplicar exámenes de tipo teórico y práctico. Realizar una serie de prácticas para que el estudiante identifique

el comportamiento del agua para riego. De lo anterior, el

estudiante va a entregar un reporte bajo los criterios estipulados

por el profesor.

Para una mejor comprensión de los temas que comprende la

unidad de aprendizaje, tanto profesor como el alumno, pueden

hacer uso de las tecnologías como el proyector digital y el

internet, entre otros.


Tareas Entregar un análisis de los flujos de agua en orificios y su

comportamiento en las estructuras. Se considera el soporte

bibliográfico.





la unidad.

Examen teórico Valorar el nivel de comprensión acerca del flujo de agua en

orificios.

Examen práctico Calcular la circulación del agua en orificios, calibrar un sifón y

determinar el gasto de una compuerta radial.


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TITULO: Coeficientes de orificios circulares.

PROPOSITO:

1) Observe la circulación del agua en orificios de pared delgada, de pared biselada y abocinada, de pared gruesa, orificio

penetrante y tubo corto.

2) Determine experimentalmente los coeficientes de contracción, de velocidad y de gasto de los diferentes orificios estudiados, y

compararlos con los reportados por la literatura.

TIEMPO: 1h.



TITULO: Calibración de sifones para riego.

PROPOSITO: Identifique el funcionamiento del sifón como estructura aforadora parcelaria y obtener la relación empírica gasto-carga

de un sifón a descarga libre y descarga ahogada.

TIEMPO: 2h.



TITULO: Determinación del coeficiente de gasto en una compuerta radial.

PROPOSITO: Obtenga el coeficiente de gasto de una compuerta radial en la descarga libre y ahogada, y comparar el valor obtenido

con los que se obtienen por métodos reportados por la literatura.

TIEMPO: 1h.



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Unidad de aprendizaje No. 5 Flujo de agua en vertedores

Horas teoría 10

Horas práctica 2


Identifique las ecuaciones de cálculo del gasto de distintos dispositivos y estructuras de medición y regulación del flujo de agua

que funciona como orificios, enfatizando en el diseño de obras de excedencias y obras de almacenamiento.




5.1. Generalidades

5.2. Vertedores de pared delgada

5.3. Vertedores de cresta ancha

5.4. Vertedores con descarga ahogada

Identifica de estructuras que funcionan

como vertedores

Caracteriza de los diferentes tipos de

vertedores y su funcionamiento

Calibración de estructuras de aforo

que funcionan como vertedores

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad



Presentaciones


Proyector Digital


Pintarrón


Internet




Realizar lecturas que permitan al estudiante comprender el

funcionamiento de los vertederos. Así mismo, participar y aportar

en los debates en clase acerca de las lecturas.


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Realizar una práctica para que el estudiante analice el flujo de

agua en vertederos. De lo anterior, el estudiante va a entregar un

reporte bajo los criterios estipulados por el profesor.


Tareas Entregar un análisis de las características y el funcionamiento de

los vertederos. Se considera el soporte bibliográfico.





la unidad.

Examen teórico Valorar el nivel de comprensión acerca del uso de los vertederos.

Examen práctico Calcular las cargas de un vertedero.

ACTIVIDADES PRÁCTICAS 8: TITULO: Análisis del flujo de agua en vertedores.

PROPOSITO:

1) Observe la circulación del agua en vertedores.

2) Obtenga la relación empírica entre gasto y carga para los vertedores rectangular con y sin contracciones y Cipolletti.

3) Verifique que para una misma carga el vertedor Cipollite deriva el mismo gasto que un vertedor rectangular sin

contracciones con igual longitud de cresta.

TIEMPO: 2h.



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Unidad de aprendizaje No. 6 Flujo de agua en tuberías

Horas teoría 10

Horas práctica 2


Identifique los principios básicos que rigen la circulación de agua en tuberías simples y en series, así como algunos casos de

aplicación relacionados en el ámbito de la Irrigación.




5.1. Generalidades

5.2. Vertedores de pared delgada

5.3. Vertedores de cresta ancha

5.4. Vertedores con descarga ahogada

Identifica las estructuras que

funcionan como vertedores

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad



Presentaciones


Proyector Digital


Pintarrón


Internet





circulación del agua en canales y su comportamiento. Así mismo,


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participar y aportar en los debates en clase acerca de las

lecturas.

Realizar una práctica para que el estudiante analice el flujo de

agua en tuberías. De lo anterior, el estudiante va a entregar un

reporte bajo los criterios estipulados por el profesor.


Tareas

Entregar un análisis del comportamiento del agua en tuberías y

los diferentes dispositivos de medición. Se considera el soporte

bibliográfico.





la unidad.

Examen teórico Valorar el nivel de comprensión acerca del flujo del agua en

tuberías.

Examen práctico Calcular la pérdida de agua en tuberías.


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TITULO: Pérdidas de carga en tuberías.

PROPOSITO: Cuantifique experimentalmente las pérdidas de carga por fricción y localizadas en una tubería en serie y compararlas

con las reportadas por la literatura.

TIEMPO: 2h.



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Unidad de aprendizaje No. 7 Flujo de agua en canales

Horas teoría 8

Horas práctica 2


Diseñe en campo la sección de un canal bajo los principios básicos de circulación del agua en canales.




7.1. Generalidades

7.2. Distribución de presión y velocidad

7.3. Régimen uniforme en canales

7.4. Diseño de la sección normal de un

canal

7.5. Introducción el régimen variado

7.6. Métodos de aforo en canales

Caracterización de los tipos de flujo

en canales

Dimensionamiento de canales

Calibración de una estructura aforo

en canales tipo Parshall

Actitudes

Puntualidad

Actitud crítica

Disciplina

Valores

Honestidad

Responsabilidad

Objetividad



Presentaciones


Proyector Digital


Pintarrón


Internet







circulación del agua en tuberías y su comportamiento. Así

mismo, participar y aportar en los debates en clase acerca de las

lecturas.


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Realizar una práctica para que el estudiante calibre estructuras

aforadas en parcelas. De lo anterior, el estudiante va a entregar

un reporte bajo los criterios estipulados por el profesor.


Tareas Entregar un análisis de los tipos de canales y el comportamiento

del agua en los mismos. Se considera el soporte bibliográfico.





la unidad.

Examen teórico Valorar el nivel de comprensión acerca del flujo del agua en

tuberías.

Examen práctico Identificar y calibrar estructuras aforadas parcelarias.


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TÍTULO: Calibración de una estructura aforada parcelaria.

PROPÓSITO:

1) Identifique las estructuras aforadas parcelarias tipo Parshall, Utah y garganta móvil) e identificar las ventajas de estas con

respecto a los vertedores.

2) Observe el funcionamiento hidráulico de una estructura aforadora tipo Parshall.

3) Obtenga los datos para construir la curva de calibración y la relación empírica entre el gasto y la carga para una estructura

aforada tipo Parshall.

TIEMPO: 2h.



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V. Facilitador.

El perfil deseado del profesor que imparta esta asignatura debe ser:

Como facilitador

Ingeniero en Hidráulica; Ingeniero Civil; Ingeniero en Irrigación con experiencia.

VI. Evaluación y Acreditación.

Elaboración y/o

presentación de: Periodo o fechas

Unidades de aprendizaje y

temas que abarca Ponderación (%)

Tres exámenes teóricos Primer examen1, 2 y 3 Segundo examen 4 y 5 Tercer examen 6 y 7

50%

Diez prácticas, su reporte y

examen práctico.

30%

Seis series de ejercicios 20%

TOTAL 100%


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VII. Bibliografía y Recursos Informáticos.

Bibliografía Básica

1. Arteaga Tovar, R. E. 1993. Hidráulica Elemental. Primera Ed. Departamento de Irrigación de la Universidad Autónoma

Chapingo. Chapingo, México.

2. Chow Ven T. 1994. Hidráulica de Canales Abiertos. Primera Edición. Ed. McGraw-Hill. Bogotá, Colombia.

3. French Richard, H. 1992. Hidráulica de Canales Abiertos. Primera Edición. Ed. Mc.Graw-Hill. México, D.F.

4. Giles Ronald, V. 1979. Mecánica de Fluidos e Hidráulica; Serie de compendios Shaum. Ed. McGraw-Hill. Colombia.

5. King, Horace W.; Wisler, Chester O. y Woodburn, James G. 1991. Hidráulica. Primera ed. Español. Ed. Trillas. México. D. F.

6. Martínez Ávila, H. R. 1987. Manual de Prácticas del Laboratorio de Hidráulica. Departamento de Irrigación de la Universidad

Autónoma Chapingo. Chapingo, México.

7. Munson, Bruce R.; Young, Donald F. y Okiishi, Theodore H. 1994. Fundamentals of Fluid Mechanics. Second edition. John

Willey & Sons, Inc. Iowa State University. Ames, Iowa, USA.

8. Roberson, J. A. and Crowe, C. T. 1998. Enginnering Fluid Mechanics. Fifth edition. Hoghton Miffin Company. Boston, London.

9. Sotelo Ávila, G. 2002. Hidráulica de Canales. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional Autónoma de México. México, D.F.

10. Sotelo Ávila, G. 1994. Hidráulica General, Vol. 1, Fundamentos. Primera ed. Ed. LIMUSA- NORIEGA. EDITORES. México. D.

F.

11. Streeter, Victor L. y Wylie, E. Benjamín. 1994. Mecánica de los Fluidos. Sexta ed. Ed. McGraw-Hill. México. D. F.

12. Trueba Coronel, S. 1992. Hidráulica. Primera ed. Ed. CECSA. México. D. F.

13. White, Frank M. 1998. Mecánica de Fluidos. Primera ed. Ed. McGraw-Hill. México. D. F.

Recursos Informáticos

1. Software para diseño de canales

2. Hoja de cálculo de pérdida de carga en tuberías

GUÍA MANUAL DE ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

I. Datos Generales

Asignatura, unidad de competencia, disciplina o módulo, según sea el caso:

Hidráulica Básica

Competencia académica de la asignatura:

Identificar la relación de la hidráulica con otras disciplinas por medio de los

conceptos básicos y principios de la hidráulica. Mismos, que le servirán para

aplicar a la solución de diversas problemáticas dentro del ámbito agrícola, así

como para la toma de decisiones.

Definir ecuaciones de cálculo del gasto de estructuras de medición,

regulación y control que funcionan como vertedores, enfatizando en el diseño

de obras de excedencias en obras de almacenamiento.

Dependencia/Unidad Académica: Irrigación

Programa educativo: Ingeniería en Irrigación

Año – semestre: Quinto-Primero

Elaborado por:

Dr. Ramón Eduardo Arteaga Tovar M.C. Natalio Gutiérrez Carrillo

Dr. Samuel Pérez Nieto

II. Actividades

Título: Visita al departamento de hidráulica del Departamento de Irrigación

Horas de la Actividad de Aprendizaje

Práctica Trabajo independiente

1 Horas

Propósitos (objetivos) de la Unidad de Aprendizaje 1:

Identificar el funcionamiento general, el instrumental, los dispositivos y estructuras hidrométricas y las instalaciones del Laboratorio

de Hidráulica del Departamento de Irrigación

Actividades.

Actividad o Actividades:

Actividad preliminar o introductoria

Explicación práctica por parte del profesor en la visita al laboratorio de hidráulica, para que

identifique el funcionamiento general, el instrumental, los dispositivos y estructuras

hidrométricas y las instalaciones.

Propósito de la actividad: Que el alumno identifique el funcionamiento general del laboratorio de hidráulica.

Introducción o presentación de la actividad:

Entendiendo que la hidráulica es la parte mecánica que estudia el equilibrio y el movimiento de los fluidos.

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de hidráulica del departamento de Irrigación.

Estrategias de aprendizaje: A través de las prácticas de laboratorio conocer el funcionamiento general.

Estrategias y criterios de evaluación:

Reporte de prácticas.

Título: Tensión superficial y capilaridad



2 Horas


1) Observar algunos fenómenos relacionados con las fuerzas de tensión superficial del agua y de capilaridad.

2) Comprobar que la altura capilar está en relación inversa con el diámetro del conducto por el cual asciende el agua.

3) Comparar el ascenso capilar en columnas de suelo de diferentes texturas.

4) Determinar experimentalmente la tensión superficial del agua..

Actividades.



Explicación teórico-práctica por parte del profesor en el departamento de hidráulica para que observe, compruebe, compare y defina fenómenos relacionados con la tensión superficial y capilaridad

Propósito de la actividad: Afianzar los conocimientos teóricos sobre la tensión superficial y capilaridad


A través del laboratorio de hidráulica Observar algunos fenómenos relacionados con las

fuerzas de tensión superficial del agua y de capilaridad, comprobar que la altura capilar está

en relación inversa con el diámetro del conducto por el cual asciende el agua, comparar el

ascenso capilar en columnas de suelo de diferentes texturas y determinar experimentalmente

la tensión superficial del agua

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de hidráulica del departamento de Irrigación

Estrategias de aprendizaje: A través de las prácticas de laboratorio identificar fenómenos de tensión superficial y capilaridad.


Reporte de práctica realizada en laboratorio de hidráulica.

Título: Dispositivos para medir presión hidrostática



2 Horas


Manejar y determinar la precisión de los diferentes dispositivos medidores de presión hidrostática

Actividades.



Explicación práctica por parte del profesor en el laboratorio de hidráulica para que aprenda a medir la presión hidrostática y pueda manejar y determinar la precisión de los diferentes dispositivos medidores de presión hidrostática

Propósito de la actividad: Conocer a través del laboratorio de hidráulica como medir presión hidrostática.


Identificar a través del laboratorio de hidráulica los dispositivos para medir la presión

hidrostática.


Estrategias de aprendizaje: A través de las prácticas de laboratorio manejar los dispositivos de presión hidrostática.


Reporte de práctica realizada en laboratorio.

Título: Visualización de los tipos de flujo en tuberías definidos por el Número de Reynolds



2 Horas


Observar y determinar experimentalmente los tipos de flujo laminar, transicional y turbulento

Actividades.



Explicación práctica por parte del profesor en el laboratorio de hidráulica para observar y determinar experimentalmente los tipos de flujo en tuberías definidos por el Número de Reynolds

Propósito de la actividad: A través de la experimentación en el laboratorio de hidráulica observar los tipos de flujo laminar, transicional y turbulento


A través del laboratorio de hidráulica observar y determinar experimentalmente los tipos de flujo en tuberías definidos por el Número de Reynolds


Estrategias de aprendizaje: Realizar una práctica en el laboratorio de hidráulica para observar los tipos de flujo en tuberías.


Reporte de la práctica realizada en el laboratorio de hidráulica.

Título: Coeficientes de orificios circulares



1 Horas


1) Observar la circulación del agua en orificios de pared delgada, de pared biselada y abocinada, de pared gruesa,

orificio penetrante y tubo corto.

2) Determinar experimentalmente los coeficientes de contracción, de velocidad y de gasto de los diferentes orificios

estudiados, y compararlos con los reportados por la literatura

Actividades.



Explicación práctica por parte del profesor en el laboratorio de hidráulica del departamento de

Irrigación, para observar la circulación del agua en orificios de pared delgada, de pared

biselada y abocinada, de pared gruesa, orificio penetrante y tubo corto y determinar

experimentalmente los coeficientes de contracción, de velocidad y de gasto de los diferentes

orificios estudiados, y compararlos con los reportados por la literatura

Propósito de la actividad: Observar y determinar experimentalmente los Coeficientes de orificios circulares


Hacer una comparación teórico-práctica del Coeficientes de orificios circulares en el laboratorio de hidráulica del departamento de Irrigación.

Recursos para el aprendizaje: Laboratorio de hidráulica del departamento de Irrigación.

Estrategias de aprendizaje: Realizar actividades de laboratorio que permitan determinar experimentalmente los Coeficientes de orificios circulares


Reporte de práctica de laboratorio.

Título: Calibración de sifones para riego



2 Horas


Identificar el funcionamiento del sifón como estructura aforadora parcelaria y obtener la relación empírica gasto-carga de un sifón a descarga libre y descarga ahogada

Actividades.



Explicación práctica de la Calibración de sifones para riego, Identificar el funcionamiento del sifón como estructura aforadora parcelaria y obtener la relación empírica gasto-carga de un sifón a descarga libre y descarga ahogada

Propósito de la actividad: Identificar a través del laboratorio de hidráulica el funcionamiento del sifón como estructura aforadora parcelaria


De acuerdo a la teoría el sifón se daba a los dispositivos que permitían que el agua de un canal o acueducto pasara por debajo de un camino. El riego a través de tubos de sifón es una forma muy práctica y eficiente de distribuir el agua. Es un sistema muy difundido en las zonas de bajo riego.


Estrategias de aprendizaje: Realizar proyecciones para conocer la Calibración del funcionamiento del sifones para riego


Realizar un proyecto final, permitiendo reforzar su conocimiento.

Título: Determinación del coeficiente de gasto en una compuerta radial



1 Horas


Obtener el coeficiente de gasto de una compuerta radial en la descarga libre y ahogada, y comparar el valor obtenido con los que se obtienen por métodos reportados por la literatura.

Actividades.



Explicación práctica del coeficiente de gasto en una compuerta radial en la descarga libre y ahogada, y comparar el valor obtenido con los que se obtienen por métodos reportados en la teoría

Propósito de la actividad: Poner a la práctica los conocimientos teóricos y obtener el coeficiente de gasto de una compuerta radial en la descarga libre y ahogada


Llevar a la práctica los conocimientos teóricos del coeficiente de gasto en una compuerta radial y poder comparar el valor obtenido.


Estrategias de aprendizaje: Realizar una práctica en el laboratorio de hidráulica del coeficiente de gasto en una compuerta radial



Título: Análisis del flujo de agua en vertedores



2 Horas


1) Observar la circulación del agua en vertedores

2) Obtener la relación empírica entre gasto y carga para los vertedores rectangular con y sin contracciones y Cipolletti.

3) Verificar que para una misma carga el vertedor Cipollite deriva el mismo gasto que un vertedor rectangular sin contracciones con

igual longitud de cresta

Actividades.



Explicación práctica en el laboratorio de hidráulica del departamento de Irrigación, para observar, obtener y verificar el análisis del flujo de agua en vertedores.

Propósito de la actividad: Verificar que se lleve a cabo el Análisis del flujo de agua en vertedores


Realizar determinadas tareas en el laboratorio de hidráulica para obtener el análisis del flujo

de agua en vertedores, a través de observar la circulación del agua en vertedores, obtener la

relación empírica entre gasto y carga para los vertedores rectangular con y sin contracciones

y Cipolletti y verificar que para una misma carga el vertedor Cipollite deriva el mismo gasto

que un vertedor rectangular sin contracciones con igual longitud de cresta.


Estrategias de aprendizaje: Realizar una práctica en el laboratorio



Título: Pérdidas de carga en tuberías



2 Horas


Cuantificar experimentalmente las pérdidas de carga por fricción y localizadas en una tubería en serie y compararlas con las reportadas por la literatura.

Actividades.



Explicación práctica por parte del profesor de las pérdidas de carga en tuberías cuantificando experimentalmente las pérdidas de carga por fricción y localizadas en una tubería en serie y compararlas con las reportadas por la literatura.

Propósito de la actividad: Conocer cuantitativamente las pérdidas de carga por fricción y localizadas en una tubería en serie


A través del laboratorio de hidráulica llevar a cabo experimentos que permitan cuantificar las pérdidas de carga por fricción y localizadas en una tubería en serie y compararlas con las reportadas por la literatura


Estrategias de aprendizaje: A través de las prácticas de laboratorio identificar las pérdidas de carga en tuberías



Título: Calibración de una estructura aforada parcelaria



2 Horas


1) Conocer las estructuras aforadas parcelarias tipo Parshall, Utah y garganta móvil) e identificar las ventajas de

estas con respecto a los vertedores.

2) Observar el funcionamiento hidráulico de una estructura aforadora tipo Parshall

3) Obtener los datos para construir la curva de calibración y la relación empírica entre el gasto y la carga para una

estructura aforada tipo Parshall

.

Actividades.



Explicación práctica por parte del profesor en el laboratorio de hidráulica para afianzar sus conocimientos teóricos en cuando a la calibración de una estructura aforada parcelaria. Conocer las estructuras aforadas parcelarias tipo Parshall, Utah y garganta móvil) e identificar las ventajas de estas con respecto a los vertedores y observar el funcionamiento hidráulico, así como obtener los datos para construir la curva de calibración y la relación empírica entre el gasto y la carga para una estructura aforada

Propósito de la actividad: A través de la práctica de laboratorio, conozca y observe el funcionamiento hidráulico de una estructura aforada parcelaria


Realizar determinadas tareas para conocer las estructuras aforadas parcelarias tipo Parshall,

Utah y garganta móvil) e identificar las ventajas de estas con respecto a los vertedores,

observar el funcionamiento hidráulico de una estructura aforadora y obtener los datos para

construir la curva de calibración y la relación empírica entre el gasto y la carga para una

estructura aforada.


Estrategias de aprendizaje: Realizar prácticas en el laboratorio



Bibliografía y Recursos Informáticos

Bibliografía Básica

1. Arteaga Tovar, R. E. 1993. Hidráulica Elemental. Primera Ed. Departamento de Irrigación de la Universidad Autónoma

Chapingo. Chapingo, México.

2. Chow Ven T. 1994. Hidráulica de Canales Abiertos. Primera Edición. Ed. McGraw-Hill. Bogotá, Colombia.

3. French Richard, H. 1992. Hidráulica de Canales Abiertos. Primera Edición. Ed. Mc.Graw-Hill. México, D.F.

4. Giles Ronald, V. 1979. Mecánica de Fluidos e Hidráulica; Serie de compendios Shaum. Ed. McGraw-Hill. Colombia.

5. King, Horace W.; Wisler, Chester O. y Woodburn, James G. 1991. Hidráulica. Primera ed. Español. Ed. Trillas. México. D. F.

6. Martínez Ávila, H. R. 1987. Manual de Prácticas del Laboratorio de Hidráulica. Departamento de Irrigación de la Universidad

Autónoma Chapingo. Chapingo, México.

7. Munson, Bruce R.; Young, Donald F. y Okiishi, Theodore H. 1994. Fundamentals of Fluid Mechanics. Second edition. John

Willey & Sons, Inc. Iowa State University. Ames, Iowa, USA.

8. Roberson, J. A. and Crowe, C. T. 1998. Enginnering Fluid Mechanics. Fifth edition. Hoghton Miffin Company. Boston, London.

9. Sotelo Ávila, G. 2002. Hidráulica de Canales. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional Autónoma de México. México,

D.F.

10. Sotelo Ávila, G. 1994. Hidráulica General, Vol. 1, Fundamentos. Primera ed. Ed. LIMUSA- NORIEGA. EDITORES. México.

D. F.

11. Streeter, Victor L. y Wylie, E. Benjamín. 1994. Mecánica de los Fluidos. Sexta ed. Ed. McGraw-Hill. México. D. F.

12. Trueba Coronel, S. 1992. Hidráulica. Primera ed. Ed. CECSA. México. D. F.

13. White, Frank M. 1998. Mecánica de Fluidos. Primera ed. Ed. McGraw-Hill. México. D. F.

Recursos Informáticos

1. Software para diseño de canales

2. Hoja de cálculo de pérdida de carga en tuberías

1.

Sitios de Internet

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