00 pasado presente_y_futuro

UNIVERSIDAD TÉCNICA
PARTICULAR DE LOJA
UNIDAD DE INGENIERÍA CIVIL, GEOLOGÍA Y MINAS

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

Hidráulica de sistemas a presión
H1_ECST / H2_ECTS 1C

Holger Benavides Muñoz
+593-7-2570275 ext 2939, 2509
1 hmbenavides@utpl.edu.ec 27/03/2012

Introducción

 Pasado, presente y futuro de la hidráulica al servicio
del hombre

Pasado, presente y futuro de la
hidráulica de abastecimientos

 Los humanos cada día somos más conscientes del
trascendental papel que para la vida tiene el agua.

 Entendemos también que el agua dulce es un bien cada
vez más escaso y valioso, un recurso o “un tesoro” que le
pertenece a todos y a nadie; y comprendemos más aún,
que debemos protegerlo, en beneficio propio y de los
que en la Tierra habitarán.


Tomado de:
http://www.imta.mx/cotennser/images/stories/riego_arido.jpg

• Los humanos cada día somos más conscientes del papel que para la
vida tiene el agua.

• Entendemos también que el agua “no salada” es un bien cada vez
más escaso y valioso, un recurso que le pertenece a todos; y que
debemos protegerlo, en beneficio propio y de la humanidad
presente y futura.

PASADO

 La crecida del Nilo aportaba cada año a los moradores del
valle el fecundante limo.

 El errante cazador eligió como residencia el valle y se
convirtió en agricultor.


Tomado de: http://4.bp.blogspot.com/-APdwVKEaFYw/Td8XS5Dg2AI/AAAAAAAABAo/ZhXa6_vpu0k/s1600/crecidas_del_Nilo.jpg

 Este cambio debió producirse hacia el año -5000, con a la
importación de ideas desde Palestina y Mesopotamia, donde
ya hacía 3.000 años que se practicaba una agricultura
rudimentaria.

Tomado de: http://chopo.pntic.mec.es/~csanch20/mapa%20Oriente%20Medio.jpg

 La cultura agrícola progresaba
rápidamente.
 La gente vivía en chozas de caña o
de bloques de barro recubiertas con
esteras de junco;
 Criaba, además del perro - su
auxiliar, cabras, ovejas, cerdos y
vacunos.

 Del primitivo cultivo de azada se
pasó, gradualmente, a otro, con
arado, sembrándose trigo y cebada.

Tomado de: http://salonhogar.net/Salones/Historia/4-6/Civilizaciones_Antiguas/nilo.jpg


Pasado
 Probablemente, uno de los secretos del éxito de la
civilización Egipcia es que nunca perdieron de vista
su pasado; lo supieron conservar y aprender de él (-
5000 a.C.)

Tomado de: http://4.bp.blogspot.com/-
yiHzW5zYb8E/TVUb3ZZ083I/AAAAAAAAASY/N5vrWTyBJfs/s1600/groma.jpg


Desarenador en un acueducto

• La experiencia adquirida no se acumulaba en libros, ni se abstraía en
cálculos complicados, sino que aparecía rotunda en los ejemplares
conservados.
• Por el simple hecho de seguir en servicio demostrando su eficacia y
fieles de las funciones que tenían que cumplir, como la de
transportar agua o la de resistir las acciones que están a la
destructiva; incluso las ruinas eran lección elocuente del
comportamiento de las obras.


http://www.bvsde.paho.org/eswww/fulltext/curso/relleno/gra88.gif

http://www.water-asar.de/lang1/images/qanat_schacht.gif

• Aplicaron todo aquello que decía: … una civilización que desea
progresar, para mantener entre sus miembros un próspero crecimiento, no
debe desaprovechar las experiencias pasadas; pues, de las
experiencias malas aprenderá para no repetirlas y potenciará
-mejorará- aquellas que dieron buenos resultados en su tiempo,….


Vista rápida a una línea del tiempo


Qanats

 Existen datos desde el período
550 al 331 a.C., cuando el
dominio Persa se extendió desde
el Indo hasta el Nilo, la
tecnología de los qanats se
difundió por todo el imperio.

http://ag.arizona.edu/oals/ALN/aln57/gifs/wessels4.jpg


• Construcción qanats


Qanat.- Su extensión por
debajo de la tierra hacía
necesario la construcción de
oquedades (lumbreras) que, a
modo de chimeneas, actuaban
de respiraderos.
Servían también para que los
regantes accedieran a ellos
para efectuar labores de
limpieza


 Los gobernantes
Qanats Aqueménidas ofrecían
incentivos a los
constructores de qanats.
 Dotándoles de amplios
beneficios sobre los
qanats recién
construidos y a sus 5
generaciones.
 Esto conllevó a la creación
de miles de asentamientos
nuevos y la extensión de
los ya existentes.
http://www.visualphotos.com/photo/1x5074647/Qanats_in_Iran_BB1043.jpg

Qanats

http://4.bp.blogspot.com/-Cww6-_UQ_1E/TfMh3wzOY9I/AAAAAAAABJ4/vZ778HoV-gA/s1600/c49.jpg

 Se construyeron qanats desde Mesopotamia hasta orillas del
Mediterráneo y en regiones del sur de Egipto. Hacia el este de
Persia, se construyeron también en Afganistán, en los
asentamientos de los oasis de la Ruta de la Seda en Asia central
y en el Turkistán Chino.


http://quezi.com/wp-content/uploads/2009/01/qanat3.png


Durante la época romano-bizantina (64 a.C. a 660 d.C.) se
construyeron numerosos qanats en Siria y Jordania.

Desde allí, pareciera ser que la tecnología se difundió hacia el
norte y el oeste de Europa, existiendo restos de qanats
romanos hasta la región de Luxemburgo.


La expansión del Islam inició otra importante difusión de
la tecnología de los qanats. Las primeras invasiones
árabes extendieron la técnica de los qanats hacia el oeste,
a lo largo del Norte de África, Chipre, Sicilia (Italia) y
España.

http://www.ecogreen4us.com/wp-
content/uploads/2011/12/qanat.jpg


En Portugal y España, los árabes construyeron qanats con
fines agrícolas, y en Madrid y Córdoba para abastecimiento
urbano.

En América Latina se pueden encontrar restos de qanats
en México occidental, en Perú y Chile.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/Qanat_wind_to
wer.svg/260px-Qanat_wind_tower.svg.png

Acueductos y sifones
romanos

 En el siglo VIII a.C., los Asirios construyeron acueductos
para abastecer de agua a la capital del reino Nínive.
 En esa época Ezequías, rey de Judea, hizo construir
acueductos para llevar agua a Jerusalén.
 Los romanos construyeron los acueductos más importantes en
tamaño, así como en mayor cantidad, en todos sus territorios.


 Un acueducto arrancaba en un sistema de captación.
Luego, de forma controlada el agua se llevó a la
conducción desde un depósito de cabecera (caput
aquae).

 La construcción de un acueducto exigió el estudio
minucioso del terreno para escoger el trazado más
económico, con una pendiente suave y sostenida sin
alargar demasiado el recorrido de la obra.


 Se aprovechó mucho los (riui) canales abiertos siempre
que era posible y sólo en ocasiones especiales se recurrió
a la conducción bajo presión.

 El canal sobre el suelo se apoyó en un muro
(substructio) en el que se practicó alcantarillas para
facilitar el tránsito normal de las aguas de superficie. Si el
terreno se eleva, el canal quedó soterrado (riuus
subterraneus) y formó una galería subterránea
(specus) excavada directamente en la roca o construida
dentro de una zanja.


Desarenador en un acueducto

 Para los romanos, que buscaban en la monumentalidad de sus
construcciones un cauce eficaz a su obstinada voluntad de
imposición de poder, fue el acueducto uno de sus logros más
perfectos.


Tuberías de piedra
Tubería de piedra, acueducto de Cádiz

 Las tuberías se construyeron de piedra para conducir el agua, en
un sistema central del agua residual, con tubos que disminuyen
en el diámetro para aumentar la presión del agua y expulsar
obstrucciones.


Tuberías de piedra
Tubería de piedra, acueducto de Cádiz

 En Knossos, los minoicos para beber agua la acanalaron desde el
Monte Youktas, una distancia de 10 Km, la almacenaron en una
cisterna en el palacio.

 Ellos utilizaron tubos conectados (uno dentro de otro ~ espiga-
campana), llevaron el agua por un terreno desigual de colinas y
valles.


 Existían rudimentarias tuberías de piedra,
formadas por grandes sillares horadados que
se ensamblaban entre sí gracias a un
machihembrado que se sellaba con mortero
de cal. Este procedimiento se usaba para
transportar el agua por parajes llanos en los
que era imposible mantener una pendiente
adecuada para la conducción por canal libre.
En ocasiones parecen haberse usado también
tubos y canales de madera.


Tuberías en plomo y piedra
 Los romanos usaban también conducciones
bajo presión por tubos de plomo (fistulae)
o de cerámica (tubuli fictiles). La
deficiente tecnología para la construcción de
tubos los hacía costosos y poco seguros.

 Los tubos de cerámica eran baratos y fáciles
de fabricar a pie de obra, pero eran
demasiado frágiles. Los de plomo, aparte de
costosos, exigían un transporte muy
laborioso, por su peso. http://www.catedu.es/aragonromano/images/caufor6.jpg


Válvula hidráulica Siglo I D.C.
Roman valve

http://www.ringospain.com/wp-content/uploads/2011/01/historia.jpg

http://www.valvias.com/images/basico/history/roman-valve.jpg

 Para vencer una fuerte depresión, se recurrió a la
construcción de sistemas de arquerías (arcuationes)
que sostienen el canal y lo mantienen al nivel adecuado.
 Siempre que el agua se destinó al consumo humano, el
canal era cubierto por bóvedas, falsas bóvedas, placas de
piedra o tégulas.

Puente del acueducto de Segovia


Para evitar cambios de dirección violentos en la tubería, se salvaba
el fondo del barranco (uenter) mediante una arquería. Tras ella se
iniciaba el ramal ascendente que, una vez superada la depresión,
vertía las aguas en un depósito de salida, del que el agua volvía a
salir por canal libre.


Sifón

http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/historia/roma/roma.h12.jpg

Restos de un sifón de uno de los acueductos de Lyón (Francia)


 Las tuberías de los sifones romanos llevaban el agua a una presión del
orden de 18 atmósferas (aproximamos 186 m c.a.).


 Utilizaban sistemas de 9 tuberías paralelas (de plomo, soldadas y
moldeadas sobre un tubo de madera) que partían del depósito de cabecera
y descendían hasta el suelo (iban enterradas para evitar la acción humana y
efectos no deseables de dilatación por acción del calor y la luz solar),
conectaban con un puente bajo (llamado venter) que permitía aplanar la
base de la U del sifón y disminuir así la presión estática reduciendo la
altura del sifón invertido. Los tubos continuaban hacia el depósito
receptor, instalado ya en la ciudad y del que partían las conducciones
particulares y las públicas.


Elevaron el agua con Alhatara

• La Alhatara, una pértiga con una vasija en el extremo,
fue uno de los primeros procedimientos empleados para
elevar agua.

http://lh4.ggpht.com/-zXjRIcXj1us/ReHb3hD8riI/AAAAAAAAAb0/In03CtffWE0/Alhatara.jpg


Norias

http://www.lirgua.com/acueductos/noria-Velilla-frenteP.jpg
http://servicios.laverdad.es/murcia_agua/infog12.jpg


• Es una herencia de los árabes, introducida en Al-andalus y constituye uno
de los tres principales métodos de regadío bien heredados, [acequias,
norias y canales].

http://media.noria.com/sites/archive_images/articles_200801_Indusrty_Focus2_Figure1.gif


Noria rosario Bombas manuales


Almacenamientos - aljibes


Otras aplicaciones ancestrales


… línea del tiempo


Riego en América
Lema del imperio Inca:
Ama qilla, ama llulla, ama suwa
(No robarás, no mentirás, no
holgazanearás)


Cultivo en terrazas


Almacenamientos

Riego por surcos
de inundación

http://malcolmallison.lamula.pe/category/tecnologias-nativas

 Los Incas desarrollaron un sistema de riego para conquistar las dificultades
topográficas que les enfrentaron. Los Andes, una región de laderas
empinadas y tierra inadecuada para la agricultura, posaron un reto a los Inca.
Para conquistar estas condiciones difíciles, los Incas hicieron terrazas a lo
largo de las montañas.
 Para regar sus siembras cambiaron la trayectoria de los ríos, para abastecer
canales y para las terrazas. Esta innovación fue tan exitosa que muchas de
aquellas terrazas todavía existen y están en uso.


14th - 19th & 20th Centuries
 Da Vinci.- (*1452 †1519) Se lo
considera el padre primerizo de la
hidráulica.

 Navier.- (Francés *1785 †1836) [1822]
propone la ecuación fundamental de los
fluidos incompresibles.

 Prandtl Ludwig.- (*1875 † 1953)
[1904] da solución a la ecuación de http://www.eba.ufrj.br/gd/imagens/bomba_dagua_%20Leonardo.jpg

Navier.


Las escuelas técnicas de Ing. Civil
(y relacionadas)
 Siempre existió dentro de la Ingeniería el trabajo y resultado de TALENTOS
PERSONALES.
 Hasta que en 1747 nace la primera Escuela de Puentes y Caminos de París.
 1794 La École Polytechnique (denominada la X) prestigiosa escuela de ingeniería
en Francia. En 1805, Napoleón le dio carácter militar. Lema «pour la Patrie, les
sciences et la gloire»
 1802 escuela de Ingenieros de Madrid.
 1806 escuela de Checoslovaquia.
 1825 escuela de Alemania.
 1842 escuela de Holanda, Delf.
 1855 escuela Técnica de Zurich.
 1863 escuela de Milano, Italia.
 1899 escuela de Rusia.
 1907 Imerial College.


El ahora de las conducciones

 Nuestra región cuenta con importantes sistemas de agua
tanto para riego como para consumo humano.
 Riego Santiago…
 Riego Macará…
 Riego Zapotillo…
 Agua para ciudades del país…


PRESENTE Y FUTURO

Proyectos binacionales:
• Catamayo – Chira
• Puyango – Túmbez

IIRSA
• Iniciativa para la Integración de la Infraestructura Regional
Sudamericana


IIRSA
Iniciativa para la Integración de
la Infraestructura Regional
Sudamericana

http://www.ecoportal.net/var/storage/images/objetos_relacionado
s/169_5_2/262073-1-esl-ES/16952.jpg

Cosiplan
Consejo Suramericano de Infraestructura y Planeamiento

http://www.territorioindigenaygobernanza.com/web/images/stories/Amenazas/iirsa-mapa.png

http://www.odebrechtonline.com.br/imagens/banco/04501-04600/4562.jpg

http://zapateando2.files.wordpress.com/2009/10/imagen1.jpg

AGUA VIRTUAL

 Siembra donde haya agua y exporta el producto final hacia
donde no la hay.
 Soja de Argentina exportada al resto del mundo
 Arroz de la China.
 Azúcar de Brasil y Colombia.
 Agua embotellada de la cuenca del Amazonas, etc.

Fuente: Hoekstra y Hung. Virtual water trade - A quantification of virtual water flows between nations in relation to international crop trade.

Consumo aparente de agua contenida en las
exportaciones del cultivo de soja en Argentina
en el periodo 1970/71 a 2004/2005.

(m3)

Fuente: Pengue, 2006

Linkografía
 http://www.imta.mx/cotennser/images/stories/riego_arido.jpg
 http://4.bp.blogspot.com/-APdwVKEaFYw/Td8XS5Dg2AI/AAAAAAAABAo/ZhXa6_vpu0k/s1600/crecidas_del_Nilo.jpg
 http://chopo.pntic.mec.es/~csanch20/mapa%20Oriente%20Medio.jpg
 http://salonhogar.net/Salones/Historia/4-6/Civilizaciones_Antiguas/nilo.jpg
 http://4.bp.blogspot.com/-yiHzW5zYb8E/TVUb3ZZ083I/AAAAAAAAASY/N5vrWTyBJfs/s1600/groma.jpg
 http://www.water-asar.de/lang1/images/qanat_schacht.gif
 http://ag.arizona.edu/oals/ALN/aln57/gifs/wessels4.jpg
 http://www.visualphotos.com/photo/1x5074647/Qanats_in_Iran_BB1043.jpg
 http://4.bp.blogspot.com/-Cww6-_UQ_1E/TfMh3wzOY9I/AAAAAAAABJ4/vZ778HoV-gA/s1600/c49.jpg
 http://www.ecogreen4us.com/wp-content/uploads/2011/12/qanat.jpg
 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/Qanat_wind_tower.svg/260px-Qanat_wind_tower.svg.png
 http://www.catedu.es/aragonromano/images/caufor6.jpg
 http://www.ringospain.com/wp-content/uploads/2011/01/historia.jpg
 http://www.valvias.com/images/basico/history/roman-valve.jpg
 http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/historia/roma/roma.h12.jpg
 http://lh4.ggpht.com/-zXjRIcXj1us/ReHb3hD8riI/AAAAAAAAAb0/In03CtffWE0/Alhatara.jpg
 http://media.noria.com/sites/archive_images/articles_200801_Indusrty_Focus2_Figure1.gi
 http://malcolmallison.lamula.pe/category/tecnologias-nativas
 http://www.eba.ufrj.br/gd/imagens/bomba_dagua_%20Leonardo.jpg
 http://www.ecoportal.net/var/storage/images/objetos_relacionados/169_5_2/262073-1-esl-ES/16952.jpg
 http://www.territorioindigenaygobernanza.com/web/images/stories/Amenazas/iirsa-mapa.png

Loja, cuna de artistas y fuente de investigación del país.

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