Principios de la Hidráulica aplicados a la Ing. Civil, Estudiando las características y funciones de las estructuras y estéticas en las Obras Hidráulicas

2. Los principios básicos de hidráulica no son difíciles de
entender, y permitirán a los usuarios, elegir la herramienta
hidráulica más adecuada para cada trabajo. Cilindros,
bombas, Gastos, Llaves Dinamométricas, Tensionadores,
Bombas para pruebas hidrostaticas, Extractores,
Crimpadoras, Cortadoras, Rompetuercas, Separadores,
Brindas, Prensas, Agujereadoras, Mangueras, Manómetros,
Acoplamientos, Accesorios en general.

3. •Presión Hidráulica
La potencia hidráulica proporciona una de las maneras más
simples y potentes de producir cantidades considerables de
fuerza en un espacio reducido utilizando la presión de un fluido
hidráulico para generar fuerza.
Desde las primeras invenciones de pesados gatos elevadores
hidráulicos a baja presión hasta los sistemas hidráulicos de alta
presión de la tecnología más puntera, la potencia hidráulica
sigue siendo un elemento de gran ayuda muy usado y respetado
en la búsqueda del hombre de mayor poder y conocimiento.

4. •El estándar de la industria
El Estándar Internacional aceptado para la máxima presión de trabajo en
el sector de las herramientas hidráulicas de alta presión es de 700 bar
(10.000 PSI) y esa es la presión máxima de trabajo que tienen la mayoría
de los productos detallados en este catálogo. Por lo tanto, en el caso de
que se especifique en este catálogo que ,un cilindro hidráulico en
particular tiene una capacidad máxima de 10 toneladas, debe tenerse en
cuenta que la capacidad máxima se calcula a la presión máxima de
trabajo.

5. •Presión y fuerza
El criterio para establecer la máxima fuerza de salida de un cilindro hidráulico a una
presión de 700 bar, es el tamaño del área eficaz del diámetro interior del cilindro, es
decir, el área en la que se introduce el fluido hidráulico a una presión de 700 bar.
Debido a la simplicidad de este criterio, es posible fabricar cilindros en la gama de Hi-
Force desde 4,5 toneladas hasta más de 500 toneladas de capacidad.

6. • La bomba
La presión hidráulica la proporciona una bomba hidráulica (de funcionamiento manual o
no manual) que bombea el fluido hidráulico al diámetro interior del cilindro mediante una
manguera hidráulica flexible conectada al acoplamiento rápido de entrada del cilindro.
Las bombas manuales son la forma más simple de bombeo y constan de un pistón de
bombeo, una válvula de alivio y válvulas de retención de aspiración y de descarga. La
bomba se acciona cerrando la válvula y subiendo y bajando la manivela para bombear
fluido desde el depósito a la conexión de salida de la bomba. Esta acción produce una
presión del fluido que aumenta de forma constante generada al bajar la manivela de la
bomba a la vez que se están abriendo y cerrando las válvulas de retención de aspiración y
de descarga.

7. Se entiende por obra hidráulica o infraestructura hidráulica a una construcción,
en el campo de la ingeniería civil, ingeniería agrícola e ingeniería hidráulica,
donde el elemento dominante tiene que ver con el agua. Se puede decir que las
obras hidráulicas constituyen un conjunto de estructuras construidas con el
objetivo de controlar el agua, cualquiera que sea su origen, con fines de
aprovechamiento o de defensa.

8. Generalmente se consideran obras hidráulicas:
Canales, que pueden constar de diversos elementos como por ejemplo:
Bocatomas de derivación.
Compuerta de entrada.
Controles de nivel del agua en el canal.
Ver Compuerta AMIS, estas se utilizan para controlar el nivel del agua en
estanques y canales aguas arriba de la compuerta.
Ver Compuerta AVIS, se utilizan para controlar el nivel del agua en canales aguas
abajo de la compuerta.
Dispositivos para la medición del caudal.
Dispositivos de seguridad.
Balsa de agua, considerando las construidas artificialmente.
Cruces:
Canal de riego con dren --> puente canal
Canal de riego o de drenaje con caminos rurales --> alcantarilla o puente.

9. Presas, que pueden constar de las siguientes partes:
Vertedero o aliviadero.
Descarga de fondo
Cuencas de disipación
Bocatomas para los diversos usos del embalse.
Escalera de peces
Obras provisionales durante la construcción.
Túnel de derivación
Ensevaderas.
Estaciones de bombeo, que pueden constar de las siguientes partes:
Canal de aproximación
Reja para el desbaste y la retención de finos.
Cámara de succión
Bomba
Motor, el que puede ser de muy diversos tipos, y consecuentemente exigir
infraestructura de apoyo diferentes, como pueden ser: estaciones de
transformación de energía eléctrica; depósitos de combustible; Paneles
solares; o, Generadores eólicos.

10. las estructuras en general y la implementación del proceso estético en el papel que
desempeñan los técnicos correspondientes. Y qué mejor figura que ejemplifique o,
al menos, ponga teorice sobre la dimensión ética del técnico, que Howard Roark, el
arquitecto que creó Ayn Randpara introducir su doctrina objetivista a través de la
novela The Fountainhead (El Manantial). Años más tarde la escritora de origen ruso
y posteriormente nacionalizada estadounidense, depuró y perfeccionó su mensaje
con la publicación de su obra cumbre Atlas Shrugged (La Rebelión de Atlas)
El objetivo pretendido consiste en ofrecer la oportunidad de acceder al universo
del análisis y el diseño de las estructuras desde una perspectiva múltiple que se
dibuja en cinco áreas diferentes. La primera de ellas corresponde al área de
ingeniería denominada "La técnica de la estructura" donde se desarrollarán
conceptos básicos relativos al análisis numérico de las estructuras entendidas como
elementos resistentes. La segunda es el área de arte y estética titulada "La belleza
de la estructura" en la que se planteará la posibilidad de entender la concepción de
una estructura como un acto artístico. La tercera es el área de imagen llamada "El
lenguaje de la estructura" donde se analizará su significado visual y simbólico.

11. Según su función se clasifican en:
• Estructuras para cruzar depresiones:
-Acueductos
-Sifones
•Estructuras para salvar desniveles:
- caídas
-Rápidas
• Estructuras para el control de gasto:
-vertederos
- Medidores Parshall
• Estructuras para distribución de gasto:
-Tomas laterales
- Partidores
• Estructuras de seguridad:
- Puente canal o canoas
- Alcantarillas

12. son obras mediante las cuales es posible cruzar un canal con
cualquier obstáculo ( una vía de ferrocarril, un camino, un rio , un
dren o sobre una depresión) que se encuentra e su paso.
Se debe recurrir a una estructura de cruce puede ser: acueducto,
sifón, Alcantarilla, túnel.
• Acueductos: es un conducto que fluye como canal por encima de un
puente diseñado, para resistir carga de agua y su propio peso para
atravesar una vía de transporte .
Finalidad de un acueducto : Es pasar agua de un canal de riego por
encima de otro canal de riego, un dren o una depresión en el terreno.
Criterios hidráulicos de un acueducto: se hace antes del diseño
estructural, que son las columnas , zapatas y la caja que conduce el
agua. La forma es suficiente cambiar la sección del canal por uno de
sección rectangular para así disminuir su sección a aumentar en la
pendiente hidráulica.

13. • Sifones: es una estructura utilizada para atravesar depresiones o vias de
comunicación cuando el nivel de la superficial libre de agua es mayor que la
rasante del cruce.
Formas de los sifones mas recomendadas :
 Sección rectangular, una relación de H/B=1,25 donde h=1 m y B=0,80m
 Sección circular, diámetro mínimo de 30”
Criterios de diseño de un Sifón:
el sifón se conecta para producir el menor gasto y debe ser lo suficiente
profundo para no ser cavado.
 Las dimensiones deber cumplir con los requerimientos de cobertura .
 En sifones largos s e proyectan se proyectan estructuras de alivio.
 El diseño de transición se recomienda en la parte superior del sifón.
 En la salida el valor de la sumergencia no debe exceder de HTE/6.

14. • Túnel : Cuando en e trazado de un canal se encuentra una protuberancia en el
terreno, se presenta la posibilidad de dar un rodeo para evitarla, o atravesarla
con un túnel.
• Finalidad : funciona como un conducto cerrado, parcialmente lleno. La sección
del canal puede ser revestida o excavada y puede conservar la forma geométrica
del canal original, o adaptarse a la sección transversal del túnel.
Criterios de diseño de un Túnel :
Acortar el recorrido del agua, con la consiguiente disminución de la perdida de
carga y que dan pocos gastos de conservación, perro su inconveniente
fundamental es el costo, no obstante el precio de los túneles de abastecimiento
es considerablemente mas bajo que otros tipos de túneles ( carretera,
ferrocarril).

15. • Alcantarillas : son estructuras de cruce, que sirve para conducir agua en un
canal o un dren por debajo de un camino u otro canal. Generalmente , la
alcantarilla reduce el cauce de la corriente, ocasionando un represamiento del
agua a su entrada y un aumento de su velocidad dentro del conducto y ala salida.
Finalidad: el diseño hidráulico radica en proveer una estructura con capacidad de
descargar , económicamente cierta cantidad de agua dentro de los limites
establecidos de elevación del nivel de las agua y de velocidad.
Criterios de diseño de una alcantarilla:
Pendiente del lecho de la corriente de agua arriba y agua abajo del lugar
Tipo de entrada
Rugosidad de las paredes
Altura de remanso de la salida.

16. Son obras que se construyen completamente a un sistema de conducción por
canales, permiten dar seguridad a las estructuras ante la ocurrencia de caudales
extremos, activación de quebradas, inundación, entre otras.
Principales estructuras de seguridad tenemos:
• Aliviadero
•Badenes
•Defensas o diques
•Alcantarillas

17. Diques: Son obras geotécnicas lineales, de material suelto o modo de pequeña
presas que defienden contra inundaciones y defienden un cauce de avenidas.
Finalidad: es contener agua en movimiento unas horas o días. Es preferible
construirlos con materiales homogéneos.
Criterios del diseño de Diques:
Seguridad contra desbordamientos.
Seguridad contra filtración y tubificación.
 Seguridad contra erosión de taludes y corona.
Seguridad por falta de impermeabilidad.
Seguridad contra deslizamiento.

18. Son estructuras de control hidráulico. Su función es la de presentar un
obstáculos al libre flujo del agua, con el consiguiente represamiento aguas arriba
de la estructura, y el aumento de la velocidad aguas abajo.
Entre las principales estructuras tenemos:
 Tomas laterales
Compuertas
Partidores
Caño compuerta

19. •Tomas laterales: son estructuras hidráulicas que permiten derivar o captar
determinado caudal desde un canal madre. Una toma lateral consiste en una
ventana de ingreso y un conducto corto que descarga al aire libre o hacia una
posa disipadora.
Criterios para la construcción de toma lateral: es recomendables para los ríos de
las cordilleras peruanas, que llevan grandes cantidades de sedimentos y
parcialmente tienen fuerte pendientes, tanto mas cuando no afectan
considerablemente ni el rio ni el régimen fluvial.

20. •Partidores: son estructuras que permiten distribuir el gasto en una canalización
generalmente en 2 módulos. Los partidores pueden ser permanentes o móviles.
En el ultimo caso los partidores se construyen de elementos metálicos moviles y
en los primeros puede ser concreto o albañilería.
Criterios para el diseño:
 flujo en el canal subcrítico
Flujo permanente
Ancho de cada canal es proporcional al caudal

21. •Caño de Compuerta: son estructuras de cruce, que sirve para conducir agua de
un canal o un dren por debajo d un camino u otro canal.
Finalidad: permite el paso en un solo sentido, por ejemplo permite la salida de un
escurrimiento pero no su entrada. Esta estructura esta generalmente localizada
ala salida de un circuito interno de un drenaje, es decir en el punto mas bajo de
un sector protegido por las obras modulares.

22. En estas principales estructuras tenemos:
• Limnímetros
• Vertederos
•Medidores Parshall
Limnímetros: Es simplemente una escala tal como una mira de topógrafo,
graduada en centímetros. Se puede utilizar la mira del topógrafo, pero por lo
general se pinta una escala en una de la paredes del rio que debe ser de
cemento.
Finalidad: Tiene como fin medir o registrar los niveles de aguas en forma
continua en un papel especialmente diseñado, que gira alrededor de un tambor
movido por un mecanismo de relojería.

23. Vertederos: Son simplemente aberturas sobre las que se desliza un liquido
pueden ser extendidas como orificios cuta arista superior esta sobre el nivel de la
superficie libre del liquido . Se suelen usar para medir caudales en conductores
libres ( canales, ríos).
Pueden ser:
•Triangulares : Los vertederos triangulares permiten tener medidas mas exactas
de las alturas de los caudales reducidos.
•Rectangulares: El vertedero cuya sección es rectangular de paredes de paredes
delgadas de metal o de madera.

24. Aforador Parshall: Es un medidor que se incluye entre los régimen critico, siendo
idealizado por R.L Parshall, ingeniero del servicio de irrigación del departamento
de agricultura de los estados unidos. Consiste en una sucesión convergente, una
sección de paredes verticales paralelas llamadas garganta y una sección
divergente, dispuesta en planta.
Finalidad: Tiene como objetivo principal la irrigación: los tamaños menores , para
regular la descarga de agua distribuida a las propiedades agrícolas y los mayores
para ser aplicadas a los grandes canales de riego.

25. Son estructuras para controlar velocidades en tramos de altas pendientes,
siguiendo variaciones del terreno: rápidas, caídas.
Caídas: Son estructuras utilizadas en aquellos puntos donde es necesario
efectuar cambios bruscos en la rasante del canal, permite unir dos tramos (uno
superior y otro inferior) de un canal, por medio de un plano vertical( muro de
sostenimiento de tierra capaz de soportar el empuje que estas ocasionan).
Finalidad: Conducir agua desde una elevación alta hasta una elevación baja y
dispar la energía generada por esta diferencia de niveles. La diferencia de nivel
en forma de una caída, se introduce cuando sea necesario de reducir la
pendiente de un canal.
Criterios de diseño de una caída: Numero de caídas, ancho del canal en el tramo
de la caída, borde libre de la caída, longitud e transición de entrada.

26. Rápidas: Son estructuras que sirven para enlazar dos tramos de un canal donde
existe un desnivel considerable en una longitud relativamente corta .
Finalidad: se diseñan para generar pedidas hidraulicas importantes en los flujos
de alta velocidad. El objetivo es reducir la velocidad y pasar el flujo de regimen
supercrítico a subcrítico.
Consideración de diseño:
•Coeficiente de Manning
•Transiciones
•Tramo inclinado
•Trayectoria
•Formación de ondas