Diseño de estructuras hidráulicas

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Esta publicación aborda el diseño de estructuras hidráulicas necesarias en proyectos de riego o drenaje en carreteras. Cada estructura se describe brevemente, seguida de un proceso para el diseño hidráulico, ecuaciones relevantes y ejemplos de aplicación. Los capítulos abordan diferentes aspectos, como transiciones, pérdidas por infiltración, caídas, rápidas, vertederos, desarenadores, puentes canales, sifones, alcantarillas y tomas laterales. También se incluye un anexo sobre el uso de GeoGebra para resolver ecuaciones y un resumen de las ecuaciones hidráulicas utilizadas.

Cuando se lleva a cabo un proyecto de riego o drenaje en carreteras, además del canal de conducción se requiere una serie de estructuras u obras hidráulicas, las cuales son indispensables para que el sistema de riego o drenaje cumpla con su cometido.

En esta publicación se explican diversos conocimientos tecnológicos acerca del diseño de estructuras hidráulicas. Para cada una de ellas se presenta un resumen de su estructura; luego se indica el proceso para obtener el diseño hidráulico, se muestra el conjunto de ecuaciones necesarias para su cálculo y se realiza un ejemplo de aplicación, en el cual se aplican las ecuaciones y el proceso de cálculo indicado. También se incluyen problemas.

Cada uno de los capítulos hace referencia a un aspecto distinto: diseño de una transición (capítulo 1), fórmulas para determinar las pérdidas por infiltración en canales, tanto en tierra, como revestidos (capítulo 2), diseño de una caída (capítulo 3), diseño de una rápida (capítulo 4), diseño de un vertedero lateral (capítulo 5), diseño de un desarenador (capítulo 6), diseño de un puente canal (capítulo 7), diseño de un sifón invertido (capítulo 8), diseño de una alcantarilla (capítulo 9), diseño de una toma lateral (capítulo 10).

Finalmente se incluye un anexo relacionado con el uso del GeoGebra, para resolver las ecuaciones de grado n. Como apéndice, se muestra un resumen de las ecuaciones hidráulicas que se utilizan en la publicación.

Dedicatoria......................................................................................................................5

Prólogo........................................................................................................................... 11

Capítulo 1 Transiciones.......................................................................................... 15

Definición....................................................................................................................15

Diseño simplificado de transiciones (transición recta)................................................16

Cálculo de la longitud de la transición...................................................................17

Transiciones alabeadas (método racional)...................................................................18

Diseño de transición para un régimen subcrítico.........................................................18

Cálculo de la longitud de la transición. Método racional.......................................19

Cálculo del ancho de fondo (solera) en cada sección.............................................20

Cálculo del talud en cada sección...........................................................................20

Cálculo del desnivel de fondo en cada sección......................................................21

Bordos libres en transiciones.......................................................................................23

Ejemplo de diseño hidráulico de una transición de salida...........................................24

Problema propuesto.....................................................................................................36

Capítulo 2 Pérdidas por infiltración en canales.......................................... 37

Justificación.................................................................................................................37

Factores que influyen en las pérdidas..........................................................................38

Métodos para determinar las pérdidas por infiltración...........................................38

Fórmulas empíricas.................................................................................................40

Fórmula de T. Ingham.......................................................................................40

Fórmula de Etcheverry (1915)..........................................................................40

Fórmula de Pavlovsky (1924)...........................................................................41

Fórmula de Davis - Wilson................................................................................42

Fórmula de Punjab.............................................................................................42

Fórmula de Kostiakov.......................................................................................43

Fórmula de E. A. Moritz....................................................................................43

Pérdidas totales............................................................................................................44

Procedimiento de cálculo.............................................................................................45

Pérdidas en canales revestidos.....................................................................................46

Ejemplo de cálculo de pérdidas por infiltración en canales.........................................46

Problema propuesto.....................................................................................................60

Capítulo 3 Caídas....................................................................................................... 61

Definición....................................................................................................................61

Elementos de una caída vertical..................................................................................62

Procedimiento para el diseño de una caída sin obstáculos..........................................63

Ejemplo de diseño hidráulico de una caída.................................................................67

Problema propuesto.....................................................................................................71

Capítulo 4 Rápidas.................................................................................................... 73

Definición....................................................................................................................73

Datos de campo necesarios para el diseño hidráulico.................................................74

Elementos de una rápida..............................................................................................74

Procedimiento para el diseño de una rápida................................................................76

Ejemplo de diseño hidráulico de una rápida................................................................83

Problemas propuestos..................................................................................................97

Capítulo 5 Vertedero lateral................................................................................. 99

Definición................................................................................................................... 99

Fórmulas para un vertedero frontal de sección rectangular sin contracción..............102

Criterios de diseño.....................................................................................................103

Teorías para el diseño hidráulico...............................................................................104

Tipos de flujo en un vertedero lateral........................................................................104

Deducción de las fórmulas para el diseño de un vertedero lateral.............................106

Problemas por resolver en el diseño de un vertedero lateral.....................................109

Ejemplo de diseño hidráulico de un vertedero lateral...............................................116

Problema propuesto...................................................................................................119

8 • Máximo Villón Béjar •

Capítulo 6 Desarenadores...................................................................................121

Definición..................................................................................................................121

Clases de desarenadores............................................................................................122

Desarenadores de lavado intermitente.......................................................................122

Elementos de un desarenador ...................................................................................123

Consideraciones para el diseño hidráulico................................................................126

Ejemplo de diseño hidráulico de un desarenador......................................................138

Problema propuesto...................................................................................................148

Capítulo 7 Puente canal........................................................................................149

Estructuras de cruce...................................................................................................149

Elección del tipo de estructura...................................................................................150

Definición de un puente canal....................................................................................150

Elementos hidráulicos de un puente canal.................................................................151

Consideraciones para el diseño hidráulico................................................................152

Ejemplo de diseño hidráulico de un puente canal.....................................................157

Problema propuesto...................................................................................................166

Capítulo 8 Sifones invertidos.............................................................................167

Definición..................................................................................................................167

Partes de un sifón invertido.......................................................................................168

Cálculo hidráulico de un sifón invertido...................................................................171

Pérdidas en el sifón invertido....................................................................................172

Procedimiento de cálculo...........................................................................................176

Ejemplo de diseño hidráulico de un sifón invertido..................................................183

Problema propuesto...................................................................................................195

Capítulo 9 Alcantarillas........................................................................................197

Definición..................................................................................................................197

Consideraciones hidráulicas......................................................................................199

Procedimiento de cálculo...........................................................................................202

Ejemplo de diseño hidráulico de una alcantarilla......................................................206

Problema propuesto...................................................................................................210

Capítulo 10 Tomas laterales...............................................................................211

Definición..................................................................................................................211

Consideraciones hidráulicas......................................................................................213

Cálculos hidráulicos...................................................................................................213

Procedimiento de cálculo...........................................................................................218

Ejemplo de diseño hidráulico de una toma de canal..................................................220

Problema propuesto...................................................................................................223

• Diseño de estructuras hidráulicas • 9

Referencias.................................................................................................................225

Anexo............................................................................................................................227

Uso de GeoGebra.......................................................................................................227

Apéndice......................................................................................................................241

Fórmulas hidráulicas..................................................................................................241

Resalto hidráulico......................................................................................................255

Fuerza específica........................................................................................................256

Publicaciones del autor........................................................................................281

Software del autor...................................................................................................285

  • SCI081000 CIENCIA > Ciencias de la Tierra > Hidrología (Principal)
  • 627 Tecnología (ciencias aplicadas) > Ingeniería y operaciones afines > Ingeniería hidráulica (Principal)
Estado: Activo
ISBN-13: 9789977665450
Tipo de contenido principal: Texto (legible a simple vista)
Tipo de contenido del producto: Texto (legible a simple vista)
Idioma del texto: Español
Tamaño: 17.78 x 25.4 x 1.5 cm
Peso: 0.55 kg
Número absoluto de páginas: 290 Páginas
Sello editorial: Editorial Tecnológica de Costa Rica
Tipo de edición: Nueva edición
Número de edición: 1
Ciudad de publicación: Cartago
País de publicación: Costa Rica
Fecha de publicación: 2022
Tipo de restricción de venta: Exclusivo para un punto o canal de venta
Editorial directamente a usuarios finales: Editorial Tecnológica de Costa Rica
Disponibilidad del producto: Disponible. Sin detalles.
Precio: (CRC) 15500

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