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ESTUDIO DE LA INGENIERIA: GEOTECNICA E INGENIERIA HIDRAULICA

el presente trabajo hace referencia ala labor de un ingeniero civil, una introduccion explicita de la manera en que se desempeña en la geotecnia y la hidraulica.. ramas muy importantes en su desarrollo profesional.
by

ricardo puma calsin

on 18 November 2014

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Transcript of ESTUDIO DE LA INGENIERIA: GEOTECNICA E INGENIERIA HIDRAULICA

LA HIDRÀULICA
Y LA
GEOTECNIA UNIVERSIDAD JOSÈ CARLOS MARIATEGUI

FACULTAD DE INGENIERIAS

CARRERA PROFESIONAL

DE

INGENIERIA CIVIL PRESENTA metodologia
de estudio INTEGRANTES:


Cárdenas Zevallos Adriana
Gonzales Mamani Bryan
Infantes Taboada Jean
Marca Marca, Edyth
Puma Calsin, Ricardo
Vargas Sosa, Ruth Minelly
Vásquez Cárdenas, Jessica
Valdivia Condori, Edwin
Zapata Pacheco Diana Definición:
Es una rama de la física que tiene como objeto de estudio: las propiedades mecánicas de fluidos, lo cual posibilita el análisis de leyes que rigen el movimiento de los líquidos y técnicas que permiten un mayor aprovechamiento del agua. Etimología:

La palabra hidráulica viene del griego (hydraulikós) que, a su vez, viene de “tubo de agua", palabra compuesta por agua y tubo. PRESENTA A lo largo de la historia, debido a la necesidad que sentían los hombres de canalizar y transportar el agua y evitar pérdidas enormes ocasionadas por las grandes inundaciones fluviales, se desarrollaron inevitablemente técnicas HIDRÁULICAS que permitieron facilitar la vida de los seres humanos.

Las grandes culturas, como la griega o la romana, gracias a la práctica, lograrían desarrollar impresionantes obras hidráulicas producto de su gran conocimiento.

Conforme el pasar de los siglos, estas técnicas de construcción y estos conocimientos que se adquirían día a día, permitirían a lo largo, un gran avance en lo que concierne a esta sub-rama de la física. objetivos:
Dar a conocer los conceptos básicos de la hidráulica.
Dar en conocimiento los usos de la ingeniería hidráulica en beneficio del lector.
Transmitir la importancia de la hidráulica en la ingeniería civil.
Revalorar la asombrosa aplicación hidráulica de nuestros antepasados. CLASIFICACIÒN CIENCIAS RELACIONADAS Mecánica de fluidos: Describe el movimiento de fluidos (gases y líquidos), sin tener en cuenta las causas que lo provocan (cinemática) o teniéndolas en cuenta (dinámica).

Hidrología: Analiza el comportamiento del agua en la naturaleza, en las diversas fases del ciclo hidrológico. Hidrogeología: Se ocupa del estudio de las aguas subterráneas.
Hidrografía: Se ocupa de la descripción y estudio sistemático de los diferentes cuerpos de agua planetarios.
Oceanografía: Estudia todos los procesos físicos, químicos y biológicos que se dan en el mar y en los océanos. APLICACIONES Conducciones abiertas y cerradas:

otro conducto de mayor tamaño.

Canales:

Los canales son conducciones con flujo a superficie libre. Dentro de su estudio se incluyen los canales naturales y los canales artificiales.

Conductos a presión:

Son conductos cerrados que funcionan llenos. Aunque su sección transversal no es siempre circular se conocen usualmente como Tuberías (El movimiento del líquido se produce por diferencias de Energía Hidráulica a lo largo del conducto). Las conducciones se diseñan para transportar agua desde un punto de inicio hasta su disposición final en un depósito. Hidrostática:

Estudia los líquidos en reposo.
Se basa en los principios y leyes de Arquímedes, Pascal, entre otros. Hidrodinámica:

Estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento.
Considera, entre otras cosas: la velocidad, la presión, el flujo y el gasto de los líquidos. Estaciones de bombeo:

Cuando la Energía Hidráulica que se dispone en un conducto a presión no es suficiente para cumplir con los requerimientos del diseño, se instalan estaciones de bombeo en las cuales se incrementa la Energía existente mediante la aplicación de una energía externa. La estación de bombeo consta de una o varias bombas con sus correspondientes pozos de bombeo, tuberías de succión y descarga, y de las instalaciones civiles y electromecánicas adecuadas para su operación.


Acueductos y Alcantarillados:

Se denomina alcantarillado o red de alcantarillado al sistema de estructuras y tuberías usadas para el transporte de aguas residuales o servidas (alcantarillado sanitario), o aguas de lluvia, (alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten a cauce o se tratan. MARCO HISTÒRICO Las grandes civilizaciones antiguas, debido a que se desarrollaron alrededor de grandes ríos (como el Tigris, el Éufrates, el Nilo, etc.), adquirieron grandes conocimientos en Hidráulica, que les permitieron desarrollar obras para la defensa ribereña, el drenaje de zonas pantanosas, el uso de los recursos hídricos, la navegación, etc., ayudándoles a resolver grandes problemas generados por las inundaciones de estos ríos.

Los egipcios, fueron maestros en la construcción de estas obras. Sin embargo, sus conocimientos tenían un carácter muy sagrado y mitológico, cosa que les impidió demostrar racionalmente sus conocimientos ya adquiridos.

Sin embargo, con la llegada de los griegos, la ciencia y la práctica pasarían por un proceso de desacralización (pérdida de lo sagrado), por medio de grandes filósofos y matemáticos como Tales, Aristóteles, Euclides, y sin duda alguna Arquímedes (quién es considerado como padre de la hidrostática). El gran esplendor cultural, llegaría con el nacimiento del mundo Heleno, después de las conquistas de Alejandro el grande. Alejandría se convertiría en el centro del saber cultural y en la cuna de los más grandes sabios de la historia. Los romanos, considerados los maestros de la ingeniería antigua, desarrollarían en su tiempo de máximo esplendor, grandes obras hidráulicas, como los acueductos, que suministraban millones de litros de agua al día a las ciudades de todo el inmenso imperio. Además, los romanos realizaron inmensas excavaciones por toda Europa, para facilitar el drenaje de los ríos. Gracias a estos conocimientos, los romanos pudieron vivir cómodamente en sus ciudades, drenar el agua de inmensos lagos, y por supuesto, facilitar la navegación en los ríos poco navegables.

Durante la edad media, los árabes musulmanes brindarían un importante aporte al desarrollo de la hidráulica. Desarrollarían canales para la distribución del agua, por medio de sifones (tubos encorvados que permiten sacar líquidos de recipientes determinados y transportarlos de un nivel superior a uno inferior). Además, por medio de sus grandes conocimientos en la matemática, física, etc., mejorarían los conocimientos y teorías desarrolladas por los sabios antiguos.

En épocas del Renacimiento, gracias a los aportes de da Vinci (como la conservación de masa en un curso de agua), la Hidráulica daría un gran salto, y a partir de ese momento, iniciaría un rápido proceso de desarrollo. introducciòn ENERGÌA HIDRÀULICA Es aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Para aprovechar mejor el agua llevada por los ríos, se construyen presas para regular el caudal en función de la época del año. La presa sirve también para aumentar el salto y así mejorar su aprovechamiento.

Posee tres componentes que son la Energía Potencial (Z), la Presión Interna (h) y la Energía Cinética (hv) del líquido en movimiento. La relación entre ellas se analiza por medio de la ecuación de Bernoulli: H = Z + h + hv OTRAS FUENTES DE ENERGÌA: Disponibilidad: El ciclo del agua lo convierte en un recurso inagotable.
Energía limpia: No emite gases "invernaderos", ni provoca lluvia ácida, ni produce emisiones tóxicas.
Energía barata: Sus costes de explotación son bajos, y su mejora tecnológica hace que se aproveche de manera eficiente
Trabaja a temperatura ambiente: No son necesarios sistemas de refrigeración o calderas, que consumen energía y, en muchos casos, contaminan.
El almacenamiento de agua permite el suministro para regadíos o la realización de actividades de recreo.
La regulación del caudal controla el riesgo de inundaciones. MECÀNICA DE FLUIDOS Los conceptos de la Mecánica de Fluidos se resumen en tres capítulos:

Estática: Estudia el agua en reposo
Cinemática: Se trata de las líneas de flujo y las trayectorias
Dinámica: Estudia las fuerzas que producen el movimiento del agua.

De acuerdo con su variación en el tiempo, el flujo del agua se clasifica como:

Permanente: Cuando sus condiciones en un sitio determinado no varían con el pasar de los años. Como por ejemplo, en algunos problemas de ingeniería: el diseño de captaciones, conducciones, puentes, obras de protección contra la acción de ríos, estructuras de drenaje, etc.

Variable: Cuando sufre constantes cambios en un periodo de tiempo. También se le llama no permanente. Por ejemplo, en épocas de lluvia, el flujo de agua en los ríos aumenta produciendo crecidas. HIDRÀULICA FLUVIAL E INGENIERÌA DE RÌOS Combinan conceptos de Hidrología, Hidráulica General, Geomorfología y Transporte de sedimentos.

Estudian las características del flujo en las corrientes naturales en lo que se refiere a caudales, niveles medios y extremos, velocidades de flujo, variaciones del fondo por socavación y sedimentación, capacidad de transporte de sedimentos y ataques contra las márgenes.

Tienen una participación importante en el diseño de las estructuras hidráulicas que se construyen en los cauces o cerca de ellos, entre las cuales se encuentran:

Captaciones, Obras de Desviación, Presas de Embalse, Vertederos, Desarenadores, Conducciones, Descarga de alcantarillados de Aguas Lluvias y de Aguas Negras, Muros de Contención, Obras de Encauzamiento, Puentes, Box-Culverts, Espolones, Tablestacados, Pilotes, Revestimiento de Taludes, Empedrados, Acorazamiento del Lecho, Cruces Subfluviales, Jarillones. Hidráulica Marítima y de
Costas: Trata los fenómenos relacionados con la generación, cuantificación, determinación de efectos sobre navegación marítima y puertos, de las olas y mareas de las aguas, como también, la conservación de las playas y la protección de las obras que se construyen en las costas. INGENIERÍA HIDRÁULICA: Es una de las ramas tradicionales de la ingeniería civil que se ocupa de:

La proyección y ejecución de obras relacionadas con el agua, sea para su uso: en la obtención de energía hidráulica, la irrigación, potabilización, canalización, u otras.

La construcción de estructuras en mares, ríos, lagos, o entornos similares, como por ejemplo: diques, represas, canales, puertos, muelles, rompeolas, entre otras construcciones. Áreas de actividad: Los ingenieros hidráulicos se ocupan de diseñar, construir y operar las obras hidráulicas, valiéndose principalmente de la investigación.
En la construcción, se ocupan de:

Las llamadas grandes estructuras como, por ejemplo: presas, esclusas, canales navegables, puertos, etc.

Obras relacionadas con la agricultura (especialización de la ingeniería hidráulica, conocida como hidráulica agrícola) como por ejemplo: sistemas de riego, sistemas de drenaje.

Obras relacionadas con el medio ambiente como: presas filtrantes para el control de la erosión, obras de encauzamiento de ríos, etc. CONCLUSIONES: La hidráulica estudia las propiedades mecánicas de fluidos para analizar las leyes que rigen el movimiento de los líquidos y técnicas que permiten un mayor aprovechamiento del agua.

Con las ciencias que se relacionan a la hidráulica podemos analizar el comportamiento del agua en la naturaleza, las aguas subterráneas, los diferentes sistemas de agua que hay en el planeta, los procesos físicos, químicos y biológicos que se dan en el mar y en los océanos, etc.

Los conocimientos de la hidráulica son esenciales para la ingeniería civil ya que con ellos se pueden evaluar los distintos fenómenos acuíferos en beneficio del hombre.

Esta ciencia tuvo gran importancia para el desarrollo de civilizaciones antiguas como fueron los egipcios, griegos, romanos y hasta nuestra cultura pre inca e inca, conocimientos que fueron base para la ciencia actual. GEOTECNIA INTRODUCCIÒN La Geotecnia es una de las ramas más relevantes dentro de la ingeniería civil. Entre sus aplicaciones principales se encuentran el diseño de las cimentaciones y taludes , control de las napas freáticas, diseño de túneles, puentes y presas. Reseña histórica Anteriormente a la geotecnia se le conocía como, la mecánica de suelos. Pero hoy día ha adquirido términos amplios que incluyen la ingeniería sísmica, la producción de materiales geotécnicos, mejoramiento de las características del suelo, interacción suelo-estructura y otros. ¿Que es la ingeniería geotécnia? La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil e ingeniería geológica que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, central hidroeléctrica, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etcétera. CONCEPTOS BASICOS DE LA GEOTECNIA 1. Definición de Suelos: Es la capa más superficial de la corteza terrestre, que resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos. 1. Los suelos no evolucionados Estos son suelos brutos muy próximos a la roca madre. Apenas tienen aporte de materia orgánica y carecen de horizonte B. 2. Los suelos poco evolucionados Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: los suelos ránker, los suelos rendzina y los suelos de estepa. 3. Los suelos evolucionados Estos son los suelos que tienen perfectamente formados los tres horizontes. Encontramos todo tipo de humus, y cierta independencia de la roca madre. DEFINICIÓN DE ROCAS En geología se llama roca al material compuesto de uno o varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos. El concepto de roca no se relaciona necesariamente con la forma compacta o cohesionada; también TIPOS DE ROCAS PERFIL PROFESIONAL El Ingeniero civil – Geotécnico es un profesional con formación científica y técnica en Ciencias Geológicas e Ingeniería en los campos de la Geotecnia, Geología Minera, Geología del Petróleo, Hidrogeología, Recursos Naturales y Medio Ambiente; por lo que está capacitado para desempeñarse en la evaluación de las condiciones geotécnicas de rocas y suelos para la ejecución de obras de Ingeniería Civil, exploración, evaluación y desarrollo de yacimientos minerales, yacimientos de hidrocarburos y recursos hídricos; así como, en la ejecución de estudios para la prevención de desastres naturales e impacto ambiental. SUS OBJETIVOS SON: La Geotecnia tiene como objetivo el estudio del comportamiento y características
Particulares y generales de las rocas y suelos, ante el desarrollo de obras de ingeniería civil inmersas en estos elementos, para observar, diagnosticar, prevenir, enfrentar y resolver el o los problemas geotécnicos en la construcción de grandes obras, por ejemplo: vías terrestres, presas, edificaciones, etc., sobre la base del análisis científico e interdisciplinario de dichos problemas en una determinada obra civil. DURACIÓN,GRADOS Y TÍTULOS,PLAN DE ESTUDIOS Tiene una duración de 5 años.
Grado Académico de Bachiller en Ingeniería Geológica.
Título Profesional de Ingeniero Geólogo - Geotécnico.

Entre las asignaturas más importantes tenemos:

• Mecánica y termodinámica,
• electricidad y magnetismo,
• fundamentos químicos de la ingeniería,
• expresión gráfica y topografía,
• cartografía geológica,
• petrología,
• resistencia de materiales,
• análisis de estructuras,
• hormigón armado y pretensado,
• elasticidad, plasticidad y fractura de los materiales,
• teledetección y SIG, hidrología,
• ingeniería sísmica,
• ingeniería ambiental,
• prospección oceánica CAMPO OCUPACIONAL Está orientado al campo de Ingeniería Geotécnica. Es decir, a la aplicación de las Ciencias Aplicadas a las obras civiles y a otras ramas de la ingeniería. El Ingeniero Geólogo – Geotécnico es formado para desempeñarse en proyectos hidroenergéticos y obras de ingeniería civil (túneles, presas, irrigaciones, puertos, impacto ambiental, información geográfica, minería, petróleo, etc.). Su campo de acción está en los organismos y empresas del sector público y privado en la docencia universitaria. Estos profesionales se requieren en las diferentes áreas relacionadas con la
construcción de infraestructura entre las que destacan las siguientes obras:

- Presas y obras de riego
- Plantas industriales e instalaciones
- Vías terrestres
- Obras marítimas y fluviales
- Edificación no residencial
- Equipamiento y urbanización
- Vivienda CONCLUSIONES Geotécnica representa una componente fundamental básica de la actividad social y económica del país. Por lo tanto, mientras los recursos destinados al desarrollo y ejecución de las funciones de la Ingeniería Geotécnica sean insuficientes, se estará limitando al desarrollo del país.

la Geotecnia, la cual juega un papel muy importante en la planeación, organización y ejecución de cualquier proyecto de ingeniería civil, baste pensar que cualquier obra que se proyecte estará apoyada en el suelo o roca o bien inmersa en dichos elementos.

El estudio antes referido indica que es previsible que en el futuro próximo la Especialidad en Geotecnia adquiera un crecimiento preponderante, similar o mayor al de otras especialidades, al trazar el país metas de desarrollo que repercutirán en obras de infraestructura de gran envergadura, como: presas, carreteras, edificaciones, obras marítimas, puertos, etc.


En la actualidad, únicamente en doce instituciones de educación superior del país ofrecen cursos de posgrado en el área de geotecnia, en particular enfocados hacia la mecánica de suelos.
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