hidraulica

1. 1
BANCO DE PREGUNTAS DE HIDRÁULICA
Ing. Carlos Fernández Díaz
01. Qué VARIABLE se usa para clasificar el flujo PERMANENTE y NO PERMANEN-
TE.
Luego explique estos tipos de flujo.
Respuesta
La variable es el TIEMPO.
 FLUJO PERMANENTE
Sucede cuando en una sección del canal los parámetros hidráulicos como ve-
locidad, tirante de agua, densidad, presión, etc., no cambian con respecto al
TIEMPO.
La mayoría de los canales abiertos se diseñan con este tipo de flujo.
 FLUJO NO PERMANENTE.
Se produce cuando los parámetros hidráulicos cambian con en el tiempo.
Es el caso de creciente y oleadas, donde el tiempo es vital para el diseño de
estructuras de control.
02. ¿Qué VARIABLE se usa para clasificar el FLUJO UNIFORME y NO UNIFORME?
Luego explique estos tipos de flujo.
Respuesta
La variable es el ESPACIO.
 FLUJO UNIFORME.
Sucede cuando los parámetros hidráulicos como velocidad, tirante de agua,
densidad, presión, etc., no cambian a lo largo de la conducción.
Este flujo puede ser permanente y no permanente.
En la hidráulica de canales abiertos el diseño es con FLUJO UNIFORME
PERMANENTE.
 FLUJO NO PERMANENTE o VARIADO.
Se produce cuando los parámetros hidráulicos cambian a lo largo del canal.
El flujo VARIADO a la vez se clasifica en:
 En el FLUJO GRADUALMENTE VARIADO los parámetros cambian gra-
dualmente a lo largo del canal, como en el caso de la CURVA DE RE-
MANSO.
 En el FLUJO RÁPIDAMENTE VARIADO los parámetros hidráulicos va-
rían abruptamente en distancias muy pequeñas, como el caso del RE-
SALTO HIDRÁULICO.

2. 2
03. Según la VISCOSIDAD, que tipo de flujo se produce.
Explique sus características.
Respuesta
Según la VISCOSIDAD, el flujo puede ser LAMINAR, DE TRANSICIÓN y
TURBULENTO. El NÚMERO DE REYNOLDS (Re). Es el efecto de la viscosidad res-
pecto de la inercia.
Por cuestiones prácticas, en canales abiertos se considera:
 Flujo LAMINAR.
Cuando Re < 580. En este caso, las fuerzas viscosas son más fuertes que las
fuerzas de inercia.
El agua se mueve en trayectorias suaves y a velocidad de escurrimiento muy
baja.
 Flujo DE TRANSICIÓN.
Cuando 580 < Re < 750. Este flujo es un estado intermedio entre flujo laminar
y turbulento.
 Flujo TURBULENTO.
Cuando Re > 750. En este esto de flujo las fuerzas inerciales son mayores
que las viscosas.
En la práctica, los canales y tuberías se diseñan con flujo turbulento.
El flujo laminar se da en el subsuelo.
04. Cómo se mide el efecto de la GRAVEDAD y que tipo de flujo produce.
Explique sus características.
Respuesta
El efecto de la GRAVEDAD se mide con el número de FROUDE (F), que rela-
ciona la velocidad con la gravedad. Froude
El flujo que se produce puede ser SUBCRÍTICO, CRÍTICO y SUPERCRÍTICO.
 Flujo SUBCRÍTICO.
Se presenta cuando F < 1. En este caso la fuerza gravitatoria se hace domi-
nante, la velocidad es baja y el flujo es lento y tranquilo. Tiene su influencia
aguas arriba.
 Flujo CRÍTICO.
Sucede cuando F = 1. En este caso las fuerzas gravitatorias y de inercia están
equilibradas.
 Flujo SUPERCRÍTICO.
Sucede cuando F > 1. En este caso las fuerzas de inercia son más dominan-
tes, presentando gran velocidad, siendo el flujo rápido y torrentoso. Su in-
fluencia es aguas abajo.

3. 3
05. Cuándo un canal trabaja bajo un RÉGIMEN CRÍTICO.
Luego explique los usos y efectos de los regímenes subcrítico y supercrítico.
Respuesta
Un canal trabaja bajo un régimen crítico cuando:
 Tiene la energía especifica mínima para un caudal dado, o
 Posee un caudal máximo para una energía específica dada.
 CAUDAL O GASTO CRÍTICO.
Es el caudal máximo para una energía específica determinada.
 RÉGIMEN SUBCRÍTICO.
Es lento, tranquilo, fluvial, adecuado para canales principales o de navega-
ción.
La velocidad es menor que la velocidad crítica
Su efecto es aguas arriba.
 RÉGIMEN SUPERCRÍTICO.
Es rápido, torrencial, pero estable. Puede usarse para canales revestidos.
La velocidad es mayor que la velocidad crítica
Su efecto es aguas abajo.
06. Explique la CURVA DE REMANSO con ejemplos prácticos.
Respuesta
Se conoce como CURVA DE REMANSO, al perfil longitudinal que adquiere la super-
ficie libre del líquido en un canal cuando el flujo es gradualmente variado.
Ejemplos prácticos de curvas de remanso.
Perfil M1
Es la curva de remanso más común y la más importante, se da en un canal de
pendiente suave (subcrítico). Ejemplos típicos son el perfil detrás de una re-
presa en río natural y en un canal que une dos embalses.
Perfil M2.
En vertederos, compuertas y accidentes naturales como estrechamiento, rápi-
dos y curvas.
Su longitud puede ser de varios kilómetros.

4. 4
07. Explique el RESALTO HIDRÁULICO y su uso práctico.
Respuesta
El RESALTO HIDRÁULICO es un fenómeno local que se produce en el flujo
rápidamente variado.
Va acompañado de un súbito aumento del tirante y una considerable pérdida
de energía, en un tramo relativamente corto, es decir, es el paso brusco de régimen
supercrítico (rápido) a subcrítico (lento).
Por lo general el resalto se produce cuando una corriente rápida llega a un
obstáculo o a un cambio de pendiente. Por ejemplo, en la parte de aguas debajo de
un vertedero de rebose, en compuertas con descarga en el fondo, en el sitio donde
un canal con pendiente alta se vuelve casi horizontal, rápidos, etc.
Usos prácticos del RESALTO HIDRÁULICO.
 Para prevenir la socavación aguas abajo de las estructuras hidráulicas, disi-
pando energía.
 Para una mezcla eficiente de sustancias para purificar agua, o de aforos quí-
micos.
 Para incrementar el caudal descargado por una compuerta deslizante, al re-
chazar el retroceso del agua contra la compuerta,
08. Indique la norma del Reglamento Nacional de Edificaciones que rige la capta-
ción y conducción de agua para consumo humano.
Según dicha norma, explique la CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD.
Respuesta
La norma es OS.010.
CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD
 CANALES.
Los canales se construyen en función del caudal y la calidad del agua.
La velocidad de flujo no debe ser menor de 0,60 m/s, para evitar erosión y de-
pósito de materiales.
 TUBERÍAS.
Para su diseño se tendrá en cuenta las condiciones topográficas, el tipo de
suelo y el clima.
La velocidad mínima de flujo será de 0,60 m/s.
Velocidad máxima en tubos de concreto : 3 m/s
Velocidad máxima en tubos de acero y PVC: 5 m/s

5. 5
 ACCESORIOS.
 Válvulas extractoras de aire.
Se pone estas válvulas cuando hay cambio de dirección en tramos con
pendiente positiva.
En tramos con pendiente uniforme se pondrán cada 2 km como máxi-
mo.
 Válvulas de purga.
Estas válvulas se colocan en los puntos bajos, de acuerdo a la calidad
el agua.
09. Qué norma del Reglamento Nacional de Edificaciones trata de sobre las redes
de distribución de agua para consumo humano.
Según dicha norma explique lo referente a:
 SUELOS
 POBLACIÓN
 CAUDAL DE DISEÑO
 ANÁLISIS HIDRÁULICO
Respuesta
La norma es la OS.050.
SUELOS.
Se determinará la agresividad del suelo con indicadores del PH, sulfatos, clo-
ruros y sales solubles.
POBLACIÓN.
La población final para el periodo de diseño se calcula proyectando las tasas
de crecimiento distrital o provincial establecida das por el organismo corres-
pondiente.
CAUDAL DE DISEÑO.
Se analizan dos valores:
El gasto máximo horario
La suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendios
Se comparan estos valores y la red de distribución se diseña con el valor re-
sulte mayor.
ANÁLISIS HIDRÁULICO
 Las redes de distribución, en lo posible se proyectarán en circuito cerrado
formando malla, asegurando el caudal y la presión adecuada.
 El análisis hidráulico se hará con el método de Hardy Cross u otro equivalen-
te.

6. 6
10. Indique la norma del Reglamento nacional de Edificaciones que trata de las re-
des de distribución de agua para consumo humano.
Según dicha norma explique lo referente a:
 DIÁMETRO MÍNIMO
 VELOCIDAD
 PRESIONES
 HIDRANTES CONTRA INCENDIO
Respuesta
La norma es la 0S.050.
DIÁMETRO MÍNIMO
 Diámetro mínimo en tuberías principales
Para viviendas: 75 mm
Para uso industrial: 150 mm
 Casos excepcionales:
Diámetros de 50 mm con 100 m de longitud máxima si es alimentada
por un solo extremo, o de 200 m si es alimentada por dos extremos.
 Diámetro mínimo en abastecimiento para piletas: 25 mm.
VELOCIDAD
 Velocidad máxima: 3 m/s.
 En casos justificados se aceptarán velocidades hasta de 5 m/s.
PRESIONES
 La presión estática no será mayor de 50 m en cualquier punto de la red.
 En condiciones de demanda MÁXIMA HORARIA, la presión dinámica no será
menor de 10 m.
 La presión mínima a la salida de la pileta será de 3,50 m
HIDRANTES CONTRA INCENDIO
 La distancia entre dos hidratantes no deberá ser mayor de 300 m.
 Los hidrantes se proyectarán en derivaciones de las tuberías de 100 mm de
diámetro o mayores y llevarán una válvula de compuerta.
11. Explique los criterios que se deben tener en cuenta para calcular la población
para la vida económica un proyecto de ABASTECIMIENTO DE AGUA y que mé-
todos se usan.
Respuesta
Algunos criterios para predecir el crecimiento poblacional para el proyecto de abaste-
cimiento de agua son:
 La tendencia al desarrollo de la ciudad
 Los censos de diferentes años que tienen el INEI.

7. 7
 El análisis del crecimiento vegetativo
 La inmigración, etc.
Los métodos de cálculo poblacional son:
Método aritmético
Método de interés simple
Método de interés compuesto
Método de la parábola
Método de los incrementos variables
Método de la curva variable
12. Qué norma del Reglamento Nacional de Edificaciones trata de sobre las redes
de aguas residuales.
Explique brevemente el ALCANTARILLADO CONDOMINIAL.
Respuesta
La norma es la OS. 070.
La presente norma tendrá vigencia en todo el territorio de la república del Perú
sin importar el número de habitantes de la localidad.
 La información topográfica incluirá un plano de lotización del asentamiento
con curvas de nivel cada metro, indicando la ubicación y detalles de los ser-
vicios existentes o cualquier referencia importante.
 Secciones transversales: mínimo 3 cada 100 m en terrenos planos y mínimo 6
por cuadra, donde exista desnivel pronunciado entre ambos frentes de calle y
donde exista cambio de pendiente.
 Tubería Principal de Alcantarillado: diámetro nominal mínimo 160 mm.
 Ramal Condominial de Alcantarillado: diámetro nominal 110 mm.
 Los buzones estarán ubicados en el colector principal y serán Tipo Conven-
cional
 Diámetro: 1,20 m hasta 3 m de profundidad y 1,50 m para profundidades y el
espesor de muros, solados y techo será de 0,20 m.
 La tubería principal se proyectará en tramos rectos entre buzones. La separa-
ción máxima entre buzones será de 60 m para tuberías de 160 mm y de 80 m
para tuberías de 200 mm. No se permitirán tramos curvos ó quebrados.
Se han usado en los distritos de Carabayllo, Manchay, etc.

8. 8
13. Explique el DIAGRAMA DE MASAS
Respuesta
Observando las descargas de un río, se nota que es cíclico y que presentan
máximos y mínimos. Si la demanda del consumo es superior al mínimo se presenta
un problema. Entonces es necesario elaborar un DIAGRAMA DE MASAS.
El diagrama de masas es un HIDRÓGRAFO que se elabora en un sistema de
coordenadas rectangulares.
En el eje de las abscisas va el tiempo, en días, meses o años, y en el eje de
las ordenadas van los volúmenes, en litros o metros cúbicos, etc.
Tabulando los datos obtenidos y uniendo los puntos con una línea continua se
obtiene el hidrógrafo.
Para que sea útil, debe abracar por lo menos 20 años. En este periodo se po-
drá notar las épocas de sequía para prever los almacenajes.
14. Explique la sección de MÁXIMA EFICIENCIA HIDRÁULICA (MEH) en la construc-
ción de un canal. De ejemplos de algunas secciones de MEH.
Respuesta
Uno de los factores que intervienen en los costos de construcción de un canal
es el volumen de tierra por excavar, y este depende de la sección transversal del ca-
nal.
Entonces, una sección es de máxima eficiencia hidráulica cuando para la
misma área hidráulica, pendiente y calidad de las paredes del canal, deja pasar el
máximo caudal posible.
Ejemplos:
 Sección rectangular: la base es el doble de la altura.
 Sección trapezoidal: es la mitad de un hexágono regular.
15. Explique el GOLPE DE ARIETE. De ejemplos.
Respuesta
El Golpe de Ariete es un fenómeno transitorio que se presenta en las condi-
ciones a presión, en el que la tubería no se considera rígida y el líquido se trata como
compresible.
Es frecuente que en las líneas de conducción por gravedad para abasteci-
miento de agua, en las obras de toma de algunas presas y en los conductos de ali-
mentación y desfogue en plantas hidroeléctricas se regule el gasto o se modifique
bruscamente el movimiento del líquido circulante. Así se da inicio al GOLPE de
ARIETE.
En general, el golpe de ariete aparecerá cuando, por cualquier causa, en una
tubería se produzcan variaciones de velocidad, y esto produce variación de la pre-
sión. El golpe de ariete se produce en:
 Cierre y Apertura de Válvulas.
 Arranque de Bombas.
 Detención de Bombas.
 Llenado inicial de tuberías.
 Sistemas de Protección contra In-
cendios.
 Funcionamiento inestable de bom-
bas.