a

1.  NOMBRE COMPLETO MATRICULA
 MUÑOS LICONA ALEX VICENTE 17350113
 PARRA ENRIQUEZ FERNANDO 18990316
 REYES HERNANDEZ JESUS JAIR 16990327
 RODRIGUEZ BENITEZ JOSE AVIUH 15703841
 RODRIGUEZ GARCIA FRANCISCO MANUEL 17990015
 RODRIGUEZ PERES CESAR GIONANNI 16990337
 ROMERO ROJAS MARCO ANTONIO 16990178
MODELOS
HIDRAULICOS
EQUIPO #7

2. INDICE
 7.1 MODELOS HIDRAULICOS
 7.1.1 GENERALIDADES
 7.1.2 EVALUACION DE PROYECTOS DE CONSTRUCCION Y
MANTENIMIENTO DE PUERTOS MARITIMOS
 7.1.3 IMPACTO PLAYERO

3. 7.1 MODELOS HIDRAULICOS

4. ASPECTOS GENERALES
 Un modelo hidráulico es un medio que permite estudiar de manera precisa de manera
experimental un fenómeno hidráulico, puede proporcionar información confiable si es
diseñado adecuadamente, de acuerdo con criterios de semejanza, de con el fenómeno real
(prototipo).
 La técnica de ensayo sobre modelos reducidos con data desde el siglo antepasado, con la
formulación de las leyes de semejanza enunciadas por Osborne Reynolds y William Froude.
En 1885, Reynolds construyó dos modelos distorsionados del estuario de Mersey ,donde
por primera vez, fue introducida la dimensión tiempo en un esfuerzo para alcanzar la
similitud dinámica, estos primeros esfuerzos fueron los precursores para el estudio en
modelos hidráulicos.

5. En México, a partir del siglo XX se inició con el
estudio de obras hidráulicas en modelos, siendo el
Ing. Ricardo Gayol en el año de1902 el hacer uso de
esta técnica para estudiar el comportamiento
hidráulico de estructuras hidráulicas para la red de
alcantarillado para la ciudad de México, teniendo
auge el estudio en la red de alcantarillado para la
ciudad de México, en modelos para las obras de
irrigación, generación de energía eléctrica y de
agua potable hasta 1990, época en la que se
construyeron grandes obras hidráulicas en el
Sistema Grijalva Usumacinta, Papaloapan y en el
norte y centro del país.

6. SIMILITUD GEOMETRICA
Dos sistemas (prototipo y modelo) se dice que son similares geométricamente cuando dos
sistemas Sp y Sm pueden ser llevados en posiciones homólogas sucesivamente, como se ve en
la figura siguiente, es decir que dependiendo de la escala del modelo este se acercará o alejará
del prototipo en la misma proporcionen cada punto de su geometría. La relación geométrica
entre los sistemas SP Y SM será entonces:
Siendo L milla escala de longitudes que establece la relación geométrica en ambos
sistemas.7.3 Similitud cinemática y dinámicamente sistemas son similares cinemática y
dinámicamente cuando se cumple con lo siguiente: Te=tm/tp

7. La similitud cinemática implica que el
movimiento de una partícula, por
ejemplo la denominada como Bp
pasa por los puntos 1p, 2p y 3p
en cierto tiempo, una partícula
similar Bm pasará por los puntos 1m,
2m, 3m en otro tiempo que deberá
ser proporcional al tiempo que ocupa
la partícula Bp, semejante en tiempo
y en geometría, esto implica que:

8. LEYES DE SIMILITUD
En la hidráulica, el parámetro de similitud ocupado comúnmente para el diseño de modelos de
obras hidráulicas con flujo a superficie libre, donde el flujo se ve sujeto a fuerzas dinámicas y
fuerzas de peso, es el número de Froude (Fr ), este es el criterio de similitud, lo que establece la
siguiente condición
Donde:

10. 7.1.1 GENERALIDADES

11. GENERALIDADES.
Muchos de los fenómenos físicos que ocurren en la
naturaleza y dentro del campo de la hidráulica son tan
complejos que no es fácil tratarlos únicamente con
métodos matemáticos, por lo que para obtener
soluciones prácticas se conviene a recurrir al empleo de
técnicas experimentales como herramientas aplicadas a
problemas de ingeniería y obras hidráulicas en general
(Vergara Sánchez, 1995)

13. APLICACIÓN Y APORTE DE LOS
MODELOS HIDRÁULICOS:
En hidráulica, la modelación se
usa para la simulación de
situaciones reales que se
producen en el prototipo y
cuyo comportamiento se desea
conocer; puesto que modelo y
prototipo están ligados el uno
con el otro, las observaciones y
estudio del modelo
constituyen la información
necesaria para comprender la
naturaleza del prototipo,
debiendo para ello, estar
ambos relacionados.

14. CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS MODELOS
HIDRÁULICOS.

15. MODELOS FÍSICOS.
Es la simulación física de un
fenómeno hidráulico, que ocurre
en relación con una obra de
ingeniería, en un sistema
semejante simplificado que
permite observar y controlarlo con
facilidad, además de confirmar la
validez del diseño de la obra,
optimizarla o tomar nota de los
efectos colaterales, que deberán
ser considerados durante la
operación misma.

16. MODELOS GEOMÉTRICAMENTE
SEMEJANTES:
 Son aquellos en los que se conserva la semejanza de todas las variables
geométricas, existe un único factor de reducción o amplificación denominado
escala, que incluye todas las magnitudes geométricas y las que se derivan de
ellas, así como la igualdad de ángulos correspondientes entre el modelo y el
prototipo, es decir, la escala de magnitudes lineales horizontales, verticales e
inclinadas son iguales.

17. MODELOS GEOMÉTRICAMENTE
DISTORSIONADOS:
Las causas que ocasionan la distorsión son diferentes, siendo entre otras:
 Rugosidad. Cuando la rugosidad necesaria a representar es tan pequeña que
físicamente es imposible de conseguirla.
 Flujo. Cuando el tipo de flujo en el modelo no corresponde al prototipo.
 Disponibilidad de espacio. Es decir, cuando el modelo resulte muy grande
respecto a la superficie disponible, lo que significa aumentar numéricamente las
escalas de líneas, que a su vez implica reducir la escala de las magnitudes
verticales, como consecuencia la influencia de otros fenómenos será más notoria,
por ejemplo, el caso de la tensión superficial que en el prototipo es de
consideración.
 Equipos de medición. Es caso de disponer o construir equipo de medición, cuyas
proporciones no permiten obtener la información correcta.

18. MODELOS MATEMÁTICOS
Son aquellos que representan de una manera simplificada el fenómeno que ocurre en el prototipo
por medio del uso de ecuaciones o expresiones matemáticas.
Son tres los modelos matemáticos:
 Modelos determinísticos. Los procesos físicos involucrados se expresan a través de relaciones
funcionales determinísticas en los que no se considera la probabilidad de ocurrencia del
fenómeno.
 Modelos estocásticos. Los procesos físicos se representan haciendo uso de variables aleatorias
que involucran el fenómeno en estudio.
 Modelos de simulación numérica. Son modelos en los que se emplea, principalmente,
ecuaciones diferenciales y condiciones iniciales de frontera, que son resueltos utilizando
técnicas de análisis numérico, tales como métodos de diferencias finitas y elementos finitos.

19. MODELOS ANALÓGICOS
Es la reproducción de un fenómeno en estudio de un prototipo en un sistema físico diferente al original
(modelo), pero que aprovecha la similitud de las leyes matemáticas que gobiernan el fenómeno en
ambos sistemas. Su uso no es muy frecuente en la actualidad.
Es común que uno de los dos fenómenos sea de menor dificultad, por lo que éste se emplea para
resolver el otro. Lo anterior ofrece una posibilidad de resolver problemas hidráulicos basándose en
mediciones hechas sobre un fenómeno análogo, siendo los más comunes:
• Analogía entre un flujo a través de medios permeables y flujo laminar en capas delgadas (Modelos
de Hele-Shaw).
• Analogía entre flujo laminar y flujo turbulento.
• Analogía entre un flujo a través de medios permeables y la deformación de una placa elástica bajo
carga.
• Analogía eléctrica y otros fenómenos físicos (como hidráulicos, mecánicos, etc.).

20. 7.1.2 EVALUACION DE PROYECTOS DE
CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO DE
PUERTOS MARITIMOS.

21. EVALUACION DE PROYECTOS DE
CONSTRUCCION:
 Definición de proyecto:
 “Un proyecto es la fuente de costo beneficios que ocurren en distintos periodos de
tiempo”.
 Cuando se realiza un proyecto se asignan recursos (costos), para generar bienes
o servicios que satisfaces necesidades (beneficios).

22. EVALUACIÓN DE PROYECTOS
 Es el proceso de identificar, cuantificar y valorar los costos y beneficios que se
generen de este, en determinado periodo de tiempo.
 Objetivo: determinar si la ejecución de proyecto es conveniente para quien lo lleve
a cabo.

23.  Primer paso: Identificación de beneficios a partir de este se basa para decidir la
conveniencia de llevar a cabo el proyecto.
 Segundo paso: La cuantificación, se realiza mediante la asignación de una medida
física a los costos y beneficios identificados.
 Tercer paso: La valoración, en ella se determina un precio a estas medidas físicas.

24. DIFERENTES TIPOS DE EVALUACIÓN
LA EVALUACIÓN DE UN PROYECTO PUEDE REALIZARSE DE DOS MANERAS:
Evaluación Privada
 Consiste en determinar la
conveniencia de ejecutar un proyecto
de construcción para su dueño.
 Se utilizan precios de mercados y
una tasa de descuento.
 Este tipo de evaluación puede ser
económica o financiera.
 Evaluación económica: Todo el
capital utilizado es propiedad del
dueño.
 Evaluación financiera: Se considera
los flujos financieros generados por
el capital prestado.
Evaluación Social
 Se consideran todos los efectos que
tenga el proyecto sobre la sociedad.
 Si el proyecto involucra mercados sin
distorsiones, la evaluación social y
económica tienen los mismos
resultados.
 Cuando hay distorsiones la
evaluación se debe realizar con
precios sociales.

25. DIFERENCIA ENTRE EVALUACIÓN PRIVADA
Y SOCIAL:
 La principal diferencia entre la evaluación privada y la social son los precios y la
tasa de descuento utilizados para evaluar el proyecto.
 En la evaluación privada se utilizan precios de mercado y una tasa de descuento
privada.
 En la evaluación Social se consideran precios sociales y la tasa social de
descuento.

26. SEPARABILIDAD DE PROYECTOS
 Este concepto se basa en la relación que tengan los costos y beneficios entre
proyectos.
 Se define que un proyecto es independiente a otro, si al realizar alguno de ellos no
se ven afectados los costos o beneficios del otro.
 La importancia de determinar que proyectos son independientes o dependientes
entre si, se basa en la correcta asignación de los recursos, ya que si dos
proyectos son independientes, peros se consideran dependientes, puede darse el
caso que la rentabilidad de uno beneficie a otro, provocando decidir
equivalentemente la realización de ambos proyectos.

27. MANTENIMIENTO:
 El mantenimiento se puede dividir en dos partes principales.
 El control ambiental de fenómenos que ocurren de forma natural. Este tipo
mantenimiento incluye las labores de dragado (podría haber sedimentación de
arena que obstruyera periódicamente la bocana del refugio), algas flotantes y
derrelicto.
 El control de las medidas contra la contaminación del esfuerzo pesquero. Este tipo
de mantenimiento cubre la recogida y correcta eliminación de desechos líquidos y
sólidos generados por el colectivo pesquero.

28. DRAGADO:
 Si un refugio está situado en una costa arenosa podría estar expuesto a
sedimentación periódica que, en la mayoría de los casos, requiere la realización
de labores de dragado. El dragado es una operación muy costosa e implica la
rápida retirada de arena acumulada empleando para ello medios mecánicos.
 Antes de realizar cualquier labor de dragado se requiere normalmente una
estimación bastante precisa del volumen de material que ha de dragarse. La mejor
forma de hacer esto es dibujar un mapa de cuadrículas de los sondeos en la zona
del refugio y sus alrededores (véase el Capítulo 2) y actualizarlo cuando sea
necesario (cada seis meses o cada año). Entonces se deberá calcular la cantidad
de material depositado a fin de determinar el mejor tipo de equipo de draga
utilizable.

29. CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN:
 La contaminación dentro de los refugios pesqueros y alrededor de los mismos se
puede dividir en tres grupos principales:
 Contaminación visible de las aguas del puerto por escapes de combustible o la
descarga de aguas residuales sin tratar, lo que repercute visiblemente en la calidad
del agua.
 Contaminación invisible del agua por desechos tóxicos como metales pesados
(cadmio, mercurio, plomo y níquel), disolventes de pinturas y elementos similares,
que no influencian de forma visible la apariencia del agua.
 Degradación del entorno natural del puerto debido al desecho de basuras, por
encima y por debajo de la superficie del agua. Aunque no son de naturaleza tóxica,
los desperdicios depositados en el fondo del puerto interfieren naturalmente con
las operaciones rutinarias de dragado, haciendo que las labores de mantenimiento
resulten muy costosas.

30.  Etapa 1 • Inspección
 Conocer equipos que pueden realizar todo tipo de inspecciones:
 Visuales
 Aéreas
 Subacuáticas
 Radar
 Endoscopias
 Batimetrías
 Controles físicos
 Medidas de recubrimiento
 etc.

31.  Etapa 2 • Análisis
 Mediante una evaluación de los datos recopilados durante la inspección, los
expertos realizan y proporcionan predicciones de deterioro.

32.  Etapa 3 • Tareas de mantenimiento preventivo y correctivo
 Dependiendo de la vida útil de los elementos de las estructuras que componen la
infraestructura portuaria, se realiza las intervenciones según programación:
 Protección catódica
 Recubrimientos de pintura
 Revestimientos viales
 Superficies de carreteras
 etc…
 ForSHORE realiza los trabajos de reparación necesarios, dependiendo de los
resultados de las inspecciones (etapa 1) y del análisis (etapa 2).

33. 7.1.3 IMPACTO PLAYERO

34.  La infraestructura costera, especialmente los puertos, y los rompeolas y muelles
atrapan arena de manera que las playas situadas más abajo en la costa no se
reponen. Además, las grandes represas que capturan los sedimentos, que de lo
contrario llegarían a la orilla del mar, sacan el “material de construcción de las
playas”. La extracción de arena en los ríos o a lo largo de las playas agrava el
problema. En las cuales la interacción entre los ecosistemas y/o actividades
humanas y los cambios que afecten al océano o a los caudales fluviales puede
dar lugar a problemas especiales. Estuarios bahías y ríos. Entrantes de
dimensiones muy diversas alrededor de los cuales se suelen situar costas bajas
con humedales y amplias extensiones de zonas intermareales y playas en el
interior o en la entrada. Son las zonas de mayor impacto potencial tanto por su
naturaleza como por los asentamientos que soportan. Deltas. Salientes formados
en la desembocadura de cursos de agua cuyo aporte de sedimentos supera la
capacidad de arrastre de las corrientes y oleaje marinos.

35.  Playas confinadas: limitadas en su parte superior por a) acantilados o
estructuras artificiales que restringen o impiden su migración hacia el interior ó b)
en sus contornos laterales por estructuras también naturales (cabos) o artificiales
(espigones) que limitan su dinámica longitudinal.
 Playas no confinadas: tales como flechas litorales o cordones de arena
adyacentes a costas bajas con posibilidades de desplazamiento hacia el interior.
Cuando el volumen sedimentario y el clima de vientos lo permiten están asociadas
a campos de dunas.

36. EL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO
Los impactos del cambio climático en sí (variaciones de temperatura y precipitaciones
tendencia a la humedad o a la aridez cambios del nivel del mar, etc.) no presentan una
especificidad propia en la zona costera salvo naturalmente en lo que respecta a la
interacción entre atmósfera-océano y litoral y sus consecuencias para las actividades
ligadas a éste.
Los factores modeladores de la zona litoral se relacionan por un lado con procesos que
tienen lugar en las cuencas fluviales y por otro lado con la dinámica marina. Entre los
primeros están los que influyen en la generación y transporte de sedimentos hacia la costa
(cambios de cobertura y usos del territorio construcción de embalses cambios en el
régimen de precipitaciones etc.). Entre los segundos se pueden señalar las variaciones del
nivel medio del mar, intensidad frecuencia y dirección dominante de los vientos y del
oleaje. Todos ellos influyen en el equilibrio entre erosión y sedimentación pero también en
la extensión y estado de las zonas húmedas y en las tasas de erosión en acantilados.

37. Los principales problemas del cambio climático en las zonas costeras se relacionan
con potenciales cambios en la frecuencia y/o intensidad de las tormentas así coma
con el posible ascenso del nivel media del mar. En el caso de una hipotética subida
generalizada del nivel medio del mar (NMM) mar, las zonas mas vulnerables serán
los deltas y playas confinadas o rigidizadas. Los valores principales de la zona litoral
incluyen la peculiaridad y escasez de determinadas unidades de alto interés
ecológico (dunas marismas y zonas intermareales ciertos acantilados), así como
otros recursos que sirven de base para importantes sectores económicos en
particular el paisaje y las playas que son el sustento del sector de turismo y ocio.
Vientos y oleaje
Los vientos dominantes tienen gran repercusión en la zona costera al influir
directamente en la dirección del oleaje incidente y por ello en las corrientes costeras y
el transporte sedimentario asociado.

38.  Oleaje
El oleaje es uno de los mayores factores modeladores de nuestra costa en las
diferentes escalas consideradas. El clima de oleaje se obtiene a partir de registros
observaciones visuales y datos obtenidos numéricamente proporcionando valores
característicos de la altura periodo y dirección del oleaje.
El clima de oleaje se obtiene a partir de registros observaciones visuales y datos
obtenidos numéricamente proporcionando valores característicos de la altura periodo
y dirección del oleaje. La altura de ola caracteriza en parte el transporte transversal
que varía con la altura de ola elevada a una potencia de entre 2 y 5, lo cual requiere
determinar muy bien la distribución probabilística de esta variable. La segunda y
tercera variables controlan la corriente longitudinal generada y el transporte
correspondiente

39. IMPACTO DE DESARROLLOS TURÍSTICOS
 El desarrollo turístico inmobiliario en las costas (construcción de infraestructura básica,
hoteles, condominios, campos de golf, marinas, obras complementarias, entre otros)
ocasionan fuertes presiones ambientales a los ecosistemas costeros, los cuales son
considerados frágiles (manglares, arrecifes, duna costera, marismas, etcétera),
principalmente por la falta de una adecuada planeación y la inobservancia de la
normatividad ambiental por parte de los inversionistas, ya que desarrollan sus
proyectos turísticos sin contar con las autorizaciones federales ambientales
(autorización de impacto ambiental y cambio de uso de suelo forestal) y patrimoniales
(concesión, permiso o autorización). Los principales impactos ambientales negativos
generados por el desarrollo de infraestructura turística son:
 • Introducción de especies exóticas.
 • Emisión de ruidos y vibraciones por el empleo de maquinaria pesada.
 • Alteración de dunas costeras.

40.  Obstrucción de cuerpos de agua superficiales y subterráneos.
 Remoción de vegetación de manglar por la apertura de caminos, zonas de tiro,
bancos de explotación e instalación de campamentos y oficinas.
 Desde el punto de vista patrimonial, el desarrollo turístico ha generado:
 Ocupación ilegal de la zona federal marítimo terrestre (ZOFEMAT) y los terrenos
ganados al mar (TGM), tanto por nacionales como por extranjeros.
 Incumplimiento a lo establecido en los instrumentos que amparan el uso, goce o
aprovechamiento de la ZOFEMAT y los TGM.
 Propiedades que, por la falta de acceso, convierten a las playas públicas en
privadas.
 Empresas de bienes raíces, que no orientan a sus compradores acerca de las
obligaciones que establece la ley y el título de concesión con respecto de la
ZOFEMAT.