UNSCH. I.GENERALIDADES 1.1.INTRODUCCIÓN La ingeniería hidráulica moderna utiliza los principios básicos de la mecánica de fluidos (ecuación de continuidad,

Presentación del tema: "UNSCH. I.GENERALIDADES 1.1.INTRODUCCIÓN La ingeniería hidráulica moderna utiliza los principios básicos de la mecánica de fluidos (ecuación de continuidad,"— Transcripción de la presentación:

1 UNSCH

2 I.GENERALIDADES 1.1.INTRODUCCIÓN La ingeniería hidráulica moderna utiliza los principios básicos de la mecánica de fluidos (ecuación de continuidad, ecuación de energía, cantidad de movimiento) a) Método micro o diferencial, b) Método de composición de fuerzas. c) Análisis dimensional que han estado o siguen aún basados en gran medida en la experimentación. Sobre todo, tratándose del diseño de alcantarillas o estructuras de cruce; Investigadores como Ven Te Chow afirman que el diseño de una alcantarilla debe hacerse mediante investigaciones de laboratorio o de campo.

3 UNSCH 1.2.OBJETIVOS 1.Generales El presente trabajo tiene por objetivo presentar los principios hidráulicos fundamentales involucrados en el diseño de alcantarillas, y desarrollar una metodología de diseño adecuada a las necesidades del proyectista. 1.Específicos Presentación de los modelos hidrológicos para determinar las máximas avenidas para los diseños hidrológicos en vías de bajo volumen de tránsito. Análisis metodológico para los diseños hidráulicos de estructuras transversales en redes viales y otros Diseño de las alcantarillas con aplicaciones del modelo HY8, que es uno de los modelos de resolución de alcantarillas más utilizados a nivel mundial.

4 UNSCH II.MARCO TEÓRICO 2.1.ALCANTARILLAS Se define como alcantarilla a la estructura cuya luz sea menor a 6.0 m y su función es evacuar el flujo superficial proveniente de cursos naturales o artificiales que interceptan la carretera.

5 UNSCH 2.2. CLASIFICACIÓN DE LOS ALCANTARILLADOS 1.Alcantarillado sanitario 2.Alcantarillado pluvial 3.Alcantarillado combinado 4.Alcantarillado semi-combinado

6 UNSCH 2.3.DISEÑO HIDROLÓGICO 1. Características morfométricas de la cuenca 1.Área de la cuenca: 2.Perímetro: 3.Pendiente media de la cuenca: 4. Longitud de la corriente o cauce principal: 5. Pendiente de la corriente principal:

7 UNSCH 2.3.2. Método Racional Coeficiente de escorrentíaPeriodo de retorno Tiempo de concentración Intensidad

8 UNSCH 2.3.3. Método del hidrograma unitario de escorrentía superficial. Estimación de la Precipitación Efectiva, Pe. Obtención del Número de Curva, CN. Hidrograma unitario sintético adimensional del SCS

9 UNSCH 2.4. DISEÑO HIDRÁULICO DE ALCANTARILLAS. Variable hidráulicas en alcantarillas

10 UNSCH

11

12

13

14 Diseño de Alcantarillas con el programa HY-8 EJEMPLO: Se va a construir una alcantarilla multicelda para pasar 13 m3/s debajo de una carretera de terraplén bajo, que cruza una planicie de inundación. El nivel del terreno (cota) en la entrada de la alcantarilla es de 100 m y se espera que el nivel agua (carga de diseño) correspondiente a este caudal no supere la cota 101.5m. El ancho de terraplén y plataforma es 12m y una cota 103 m. La longitud de la alcantarilla es de 20 m. La pendiente del terreno es de 0.3%. Las condiciones topográficas de la planicie de inundación permiten implementar la alcantarilla multicelda; La sección del cauce aguas abajo puede considerarse de sección trapecial con ancho de base de 16 m, taludes 1:0.75 y una rugosidad de (n=0.030). En la obra se dispone con el siguiente tipo de tubería de concreto reforzado: 1)DN 60" (152cm) (n=0.014) La entrada tendrá aleros y muro cabezal con bordes cuadrados (tabla 15.3: Circular concrete Square edge w/headwall) ¿Determinar el número de alcantarillas necesarias para hacer pasar el caudal de diseño sin causar ningún incremento en el nivel de la carga de diseño, para los dos tipos de tubería?

15 UNSCH

16

17 V. CONCLUSIONES La utilización de estas metodologías de diseño permite incluir información disponible, y por tanto se hace posible reducir la incertidumbre asociada a las estimaciones de los caudales que rigen los resultados finales de los diseños, ya que al realizar las estimaciones mediante diferentes modelos se eliminan aquellas que presentan valores más extremos y se deja el valor medio como el caudal de diseño. Los métodos clásicos de la hidrología e hidráulica para el diseño de drenajes en proyectos viales se benefician de las herramientas modernas, mediante la utilización de los sistemas de información geográficos, como es el caso de la caracterización morfométrica de las cuencas, la cual, se realiza de manera rápida y eficiente a partir del modelo de elevación digital del terreno. El diseño de una obra hidráulica transversal, consiste en proponer unas dimensiones tales que, se pueda conseguir una profundidad de la lámina de agua adecuada, con una velocidad que esté dentro del rango recomendado por el Manual de Drenaje Para Carreteras, así como de obtener una capacidad hidráulica mayor al caudal de diseño hidrológico.

18 UNSCH VI. RECOMENDACIONES En la actualidad los investigadores han desarrollado diferentes metodologías de diseño y modelos tomando los principios fundamentales de la hidrología e hidráulica que se encuentran al alcance y la disponibilidad de cada uno de nosotros. El diseño hidráulico e hidrológico de las alcantarillas en obras de drenaje transversal, son temas competentes para los Ingenieros Agrícolas en la cual como profesional se desenvuelve muy bien con amplia preparación en estos temas.

19 UNSCH