INTRODUCCIÓN

Francisco Suárez

ICH2114 – Ingeniería Hidráulica. Sección 1

INTRODUCCIÓN

• La hidráulica es una rama de la

física que estudia las

propiedades mecánicas de los

fluidos

• La Ingeniería Hidráulica se

encarga de la proyección y

ejecución de obras

relacionadas con el uso del

agua

INTRODUCCIÓN

• La Ingeniería Hidráulica en Chile

Ramón Salas Edwards

(1880-1954)

Francisco Javier Domínguez Solar

(1890-1988)

INTRODUCCIÓN

• La Ingeniería Hidráulica se encarga de la proyección y

ejecución de obras relacionadas con el uso del agua:

• Obtención de energía hidroeléctrica

INTRODUCCIÓN

• La Ingeniería Hidráulica se encarga de la proyección y

ejecución de obras relacionadas con el uso del agua:

• Irrigación

INTRODUCCIÓN

• La Ingeniería Hidráulica se encarga de la proyección y

ejecución de obras relacionadas con el uso del agua:

• Potabilización

INTRODUCCIÓN

• La Ingeniería Hidráulica se encarga de la proyección y

ejecución de obras relacionadas con el uso del agua:

• Potabilización

INTRODUCCIÓN

• Ejemplo: Planta desalinizadora Punta Padrones

INTRODUCCIÓN

• La Ingeniería Hidráulica se encarga de la proyección y

ejecución de obras relacionadas con el uso del agua:

• Transporte del agua

• Cauces abiertos (canales)

• Conductos cerrados (tuberías)

INTRODUCCIÓN

• Ejemplo: cauces urbanos

Los Antiguos, Argentina

INTRODUCCIÓN

• Ejemplo: acueductos

Acueducto de les Ferreres, Tarragona, España

INTRODUCCIÓN

• Ejemplo: acueducto de California

• Del orden de 300 m3/s

INTRODUCCIÓN

• Inicio del acueducto de

California

• El acueducto de California

pasa bajo el primer

acueducto de Los Angeles

INTRODUCCIÓN

• Los escurrimientos en canales y en tuberías son similares pero

con difieren en un punto importante

• Flujo en canales: el escurrimiento tiene una superficie libre

INTRODUCCIÓN

• Los escurrimientos en canales y en tuberías son similares pero

difieren en un punto importante

• Flujo en tuberías: el escurrimiento

ocurre a presión y se produce a

través de toda la sección

transversal del conducto

COMPARACIÓN ENTRE ESCURRIMIENTOS

CERRADOS Y ABIERTOS

• Tuberías:

• Cauces:

ELEMENTOS PARA EL TRANSPORTE

DE AGUA

Propiedad Cauce abierto Conducto cerrado

Obra Canal Tubería

Sección transversal Variable Constante

Velocidad media U = Q/A = variable U = Q/A = constante

Presión Conocida (Patm) Desconocida

Incógnita típica Velocidad Presión

Fuerza motriz Gravedad Diferencia de presión

Usos Drenaje Distribución

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

a) Drenaje natural: ríos, esteros, quebradas, etc.

En Chile las cuencas son relativamente pequeñas, con alta

pendiente y “poco” caudal

Cuenca hidrográfica: territorio drenado por un único

sistema de drenaje natural. Delimitada por la divisoria

de aguas

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

a) Drenaje natural: ríos, esteros, quebradas, etc.

• Cuenca del Río Copiapó Área de la cuenca: 18.500 km2

a) Drenaje natural: ríos, esteros, quebradas, etc.

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

Cuenca Superficie

aproximada

(km2)

Caudal medio

(m3/s)

Bío-Bío 21.000 1.000

Maipo en La Obra 5.200 100

Mapocho en Los Almendros 620 7

Mississipi 3.220.000 7.000-20.000

Amazonas 7.050.000 230.000-300.000

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

b) Riego (85% del uso de agua en Chile)

• Aproximadamente 2.000.000 ha de riego en Chile

• 2.000 m3/s son necesarios para el riego

• Uso de canales naturales o artificiales

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

b) Riego (85% del uso de agua en Chile)

• Predios agrícolas en la cuenca del Río Copiapó

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

b) Riego (85% del uso de agua en Chile)

• Sistema de canales en la cuenca del Río Copiapó

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

c) Urbano (4% en Chile)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

c) Urbano (4% en Chile)

• Parques inundables

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

c) Urbano (4% en Chile)

• Parque inundable del Zanjón

de la Aguada

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

c) Urbano (4% en Chile)

• Parque fluvial Padre Renato Poblete

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

c) Urbano (4% en Chile)

Cauce abierto o

conducto a presión Planta de

tratamiento

Conducto

a presión Ciudad

Planta de

tratamiento

Alcantarillado

(C. abierto - Patm)

Cauce

abierto

Río

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad: Central Sauzal

ICH2114 – II - 2014

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad: Central Sauzal

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad: Central Sauzal

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad: represa Tokwe Mukorsi, Zimbabwe (Febrero

2014)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad: represa Tokwe Mukorsi, Zimbabwe (Febrero

2014)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

d) Hidroelectricidad: represa Tokwe Mukorsi, Zimbabwe (Febrero

2014)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

e) Navegación

• Poco uso en Chile

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

e) Navegación

• Ejemplo de un elevador de

barcos que conecta dos

canales con una diferencia

de cotas de 35 m (The

Falkirk Wheel)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

e) Navegación

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

f) Industrial y minero (10%)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

f) Industrial y minero (10%)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

f) Industrial y minero (10%)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

f) Industrial y minero (10%)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

f) Industrial y minero (10%)

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

g) Recreación…

SISTEMAS DE TRANSPORTE Y

DISTRIBUCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

g) Recreación…