Hidraulica e Hidrologia Para Puentes

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Nombre del documento: Programa de estudio de Asignatura de Especialidad. Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.3

Código: ITVH-AC-PO011-02 Revisión: O Página 1 de 10

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: (Créditos) SATCA1:

Hidráulica e Hidrología de Puentes Ingeniería Civil HIF-1302 3-2-5

2.- PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. Esta asignatura proporciona al perfil del Ingeniero Civil Civil los conocimientos necesarios para analizar y resolver problemas específicos de las vías terrestres relacionados con el diseño hidráulico e hidrológico de puentes. Se relaciona con las asignaturas antecedentes de Métodos Numéricos, Hidrología Superficial, Hidráulica Básica, Hidráulica de Canales y Topografía. Esta relación se establece de manera particular en temas asociados al cálculo de raíces de polinomios, los procedimientos de interpolación lineal, los principios conservativos de la masa, energía, además del cálculo de precipitaciones y avenidas máximas por medio de los métodos de la hidrología superficial los cuales requieren a su vez de levantamientos topográficos de la zona en estudio. Esta materia se ubica en la parte final del Plan de Estudios debido a su carácter de asignatura integradora de los conocimientos previos.

Intención didáctica. Se organiza el temario en siete unidades, en cada una de ellas se abordan los conceptos y se efectúan aplicaciones a la ingeniería; se enfatiza la importancia del diseño hidráulico e hidrológico en el puente para determinar las obras de protección contra la socavación y los niveles de construcción de la superficie de rodamiento necesarios para un óptimo funcionamiento. Por otra parte se sugiere una actividad integradora, en la séptima unidad, que permita aplicar los conocimientos desarrollados por medio del análisis de un caso en la localidad. Esto permite dar un cierre a la materia mostrándola como útil por sí misma en el desempeño profesional.

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El enfoque sugerido para la materia requiere que las actividades prácticas promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: identificación, manejo y control de variables y datos relevantes; planteamiento de hipótesis; trabajo en equipo; asimismo, propicien procesos intelectuales como inducción-deducción y análisis-síntesis con la intención de generar una actividad intelectual compleja; En las actividades de aplicación, es conveniente que el profesor busque sólo guiar a sus alumnos para que ellos hagan la elección de las variables a controlar y registrar. Esto con el fin de que aprendan a planificar por si mismos, el profesor debe involucrarlos en el proceso de planeación. La lista de actividades de aprendizaje sugeridas, se considera que son las necesarias para hacer más significativo el aprendizaje. Algunas de ellas pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en clase a partir de la discusión de los resultados de las observaciones. Se busca partir de experiencias concretas, cotidianas, para que el estudiante se acostumbre a reconocer los fenómenos físicos en su alrededor y no sólo se hable de ellos en el aula. Es importante ofrecer escenarios distintos, ya sean construidos, artificiales, virtuales o naturales. En las actividades de aprendizaje sugeridas, generalmente se propone la formalización de los conceptos a partir de experiencias concretas; se busca que el alumno tenga el primer contacto con el concepto en forma concreta y sea a través de la observación, la reflexión y la discusión que se dé la formalización. En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, aprecie la importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntualidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía. Es necesario que el profesor ponga atención y cuidado en estos aspectos en el desarrollo de las actividades de aprendizaje. 1

Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos.

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3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias Específicas 

Aplicar los métodos hidráulicos e hidrológicos para el diseño de las obras de protección contra socavación en puentes así como la determinación de los niveles de construcción de la estructura con base en la normatividad vigente con la finalidad de lograr un funcionamiento óptimo.

Competencias genéricas Competencias instrumentales Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar. Conocimientos básicos de la carrera. Comunicación oral y escrita. Habilidades básicas de manejo de la computadora. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. Solución de problemas. Toma de decisiones.

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Competencias interpersonales   

Capacidad crítica y autocrítica Trabajo en equipo Habilidades interpersonales

Competencias sistémicas 

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Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Habilidades de investigación Capacidad de aprender Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) Habilidad para trabajar en forma autónoma Búsqueda del logro

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4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y Fecha

Participantes

Evento

Instituto Tecnológico de Villahermosa, del 24 al 28 de septiembre de 2012.

Profesores integrantes de la academia: MIPA. Carmen Díaz Ramírez; M.I. Hiram Jesús De La Cruz; Ing. Ernesto Alejandro Hernández; Ing. Narciso Ovando García y M.I.H. Héctor Santibáñez Escobar.

Reunión Local de la Academia de Ingeniería Civil para elaborar los Módulos de Especialidad

5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencias específicas a desarrollar). 

Aplicar los métodos hidráulicos e hidrológicos para el diseño de las obras de protección contra socavación en puentes así como la determinación de los niveles de construcción de la estructura con base en la normatividad vigente con la finalidad de lograr un funcionamiento óptimo.

6.- COMPETENCIAS PREVIAS 

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Conocer y aplicar los fundamentos teóricos metodológicos de la hidrodinámica, hidráulica experimental, flujo uniforme y variado e hidrología superficial. Resolver ejercicios de integración numérica Aplicar los métodos de interpolación y aproximación Calcular las raíces de polinomios Levantamiento topográfico y dibujo topográfico.

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7.- TEMARIO Unidad 1

Tema Introducción

Subtema 1.1 Lineamientos normativos para los estudios hidráulicos e hidrológicos de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. 1.2 Aplicaciones de la hidrología e hidráulica a las vías de comunicación.

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Estudio Hidrológico

2.1 Métodos utilizados por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes 2.2 Método de Lowry 2.3 Método de Creager 2.4 Método Racional 2.5 Método de Ven Te Chow 2.6 Métodos probabilísticos y estadísticos: Distribución Normal, Distribución Log Normal, Distribución Pearson III, Gumbel. 2.7 Aplicaciones

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Métodos hidráulicos utilizados en campo

3.1 Método de sección y pendiente. 3.2 Principio de continuidad. 3.3 Principio de conservación de energía.

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Período de retorno

4.1 Período de retorno en el estudio hidrológico 4.2 Información de campo y validación del mismo

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Estudio topo hidráulico

5.1 Información básica y complementaria 5.2 Descripción del problema 5.3 Análisis de la información 5.4 Conclusiones y Recomendaciones

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Socavación en puentes

6.1 Estabilidad en ríos 6.2 Socavación general. Método de LischtvanLebediev 6.3 Socavación local 6.4 Método de Laursen y Toch 6.5 Método de Yaroslavtziev 6.6 Método de la UNAM 6.7 Socavación local al pie de estribos 6.8 Método de K.F. Artamonov 6.9 Socavación en curvas 6.10 Obras de protección contra la socavación.

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Aplicaciones generales a 7.1 Diseño hidráulico e hidrológico puentes de un puente en su fase de proyecto y las obras de protección contra la socavación. (Como sugerencia seleccionar un puente en la localidad).

8.-SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) 

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Propiciar el uso de programas de cómputo para la resolución de problemas aplicados a la temática del curso. Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis y el uso de nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Relacionar los contenidos de la asignatura con la preservación del medio ambiente. Participar en conferencias, congresos y otros eventos académicos relacionados con la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio y colaboración en la resolución de problemas y el desarrollo de proyectos de ingeniería. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Exponer videos y fotografías Visitar obras en construcción respecto a puentes

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9.-SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN  

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Revisión de problemarios resueltos Revisión de los reportes de visitas a las obras en construcción o construidas Aplicación de exámenes escritos Reportes de las visitas a congresos y simposios Participación en clase individual y grupal Entrega de memorias de cálculo.

10.-UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Introducción Competencia específica a desarrollar

Actividades de Aprendizaje Realizar una búsqueda en Internet acerca de las normas y lineamientos que se aplican en la Secretaría de Comunicaciones y Transportes referente a los estudios hidráulicos e hidrológicos en las vías terrestres. Efectuar un resumen de la actividad anterior y exponerlo en clase.

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Conocer los lineamientos y las normas generales para la realización de los estudios hidráulicos e hidrológicos utilizados en la Secretaría de Comunicaciones y Transportes.

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Identificar las obras asociadas a las vías terrestres en las cuales se aplica esta normativa.

Unidad 2: Estudio hidrológico Competencia específica a desarrollar Aplicar los métodos hidrológicos, probabilísticos y estadísticos en la determinación de eventos de precipitación y escurrimientos máximos en la zona de construcción del puente.

Actividades de Aprendizaje Identificar los métodos de estudio utilizados en la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Con base en la información climatológica e hidrométrica disponible desarrollar los métodos de estudio para obtener la precipitación y escurrimientos máximos

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en el sitio del cruce del puente. Para el análisis anterior adicionalmente se requiere de manera previa del estudio topográfico de la zona de estudio.

Unidad 3: Métodos hidráulicos utilizados en campo Competencia específica a desarrollar Desarrollar los procedimientos de cálculo de avenidas máximas aplicando los principios de continuidad y de energía.

Actividades de Aprendizaje 

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Determinar el gasto máximo por medio del criterio de sección y pendiente (fórmula de Manning). Obtener el gasto máximo con base en el principio conservativo de energía.

Unidad 4: Período de retorno Competencia específica a Actividades de Aprendizaje desarrollar Con base en la recopilación de Realizar la validación del período de campo validar el período de retorno retorno establecido para el estudio del fijado en el estudio en la zona del puente. cruce. 

Unidad 5: Estudio topohidráulico Competencia específica a Actividades de Aprendizaje desarrollar Realizar el estudio topohidráulico Desglosar los puntos integrantes del en el sitio de construcción del estudio topohidráulico: Información puente básica y complementaria; Descripción del problema; Análisis de la información; Conclusiones y recomendaciones. 

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Unidad 6: Socavación en puentes Competencia específica a desarrollar Conocer y aplicar los métodos de cálculo de la socavación en cauces.

Actividades de Aprendizaje 

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Clasificar los métodos para determinar la socavación en cauces. Determinar la socavación en cauces desarrollando los métodos establecidos con base en la información de campo y los resultados del estudio hidráulico e hidrológico. Trazar la sección del cauce con los resultados anteriores. Diseñar la obra de protección necesaria por medio de un ejemplo.

Unidad 7: Aplicaciones generales a puentes. Competencia específica a Actividades de Aprendizaje desarrollar Realizar el estudio topohidráulico, Integrar las tareas de los temas hidráulico e hidrológico de un anteriores para conformar la memoria puente seleccionado en la localidad de cálculo del estudio topohidráulico, hidráulico e hidrológico del puente. Entrega del informe final. 

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11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Sotelo Ávila, Gilberto. Hidráulica de Canales. Facultad de Ingeniería UNAM. 2002. 2. Chow, Ven Te. Hidráulica de canales abiertos. McGraw Hill, 1994. 3. Aparicio Mijares, Francisco Javier. Fundamentos de hidrología de superficie. 10ª reimpresión. Limusa Noriega Editores. 2001. 4. Campos Aranda, D.F. Procesos del Ciclo Hidrológico. UASLP 5. Manual de Diseño de Obras Civiles. Sección Hidrotecnia (del Cap. A.1.1 al A. 1.7; A.1.10 y A.1.11). Comisión Federal de Electricidad. I.I.E. 6. Revista Tecnología y Ciencias del Agua. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. México. 7. BANDAS (Banco Nacional de Datos de Aguas Superficiales) Comisión Nacional del Agua, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. 8. ERIC(Extractor Rápido de Información Climatológica) 9. Chow, Ven Te, Maidment, David R. Y Mays, Larry W. Hidrologia Aplicada. McGraw-Hill, 1994. 10. Linsley, Kohler y Paulus. Hidrologia para Ingenieros. McGraw-Hill 2da. edición 1988. 11. Curso regional “Hidrología e Hidráulica Aplicadas a las Vías Terrestres”. Ings. J. Fernando Romero Magaña, Dagoberto González Acosta y J. Manuel Córdova Alanís. Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Dirección General de Servicios Técnicos. Dirección de Estudios. 12. Revista Tecnología y Ciencias del Agua. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. México. 13. Revista Tláloc. Asociación Mexicana de Hidráulica. 14. Revista Ingeniería Investigación y Tecnología. Facultad de Ingeniería. UNAM 15. Revista Investigación Hoy. Instituto Politécnico Nacional 16. www.conagua.gob.mx 17.www.semarnat.gob.mx 18.www.imta.mx 19.www.sct.gob.mx 20. www.imt.gob.mx

12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS Taller de integración de los estudios realizados para el puente seleccionado.

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Nombre del documento: Programa de estudio de Asignatura de Especialidad. Referencia a la Norma ISO 9001:2008 7.3 

Entrega de informes técnicos.


Hidraulica e Hidrologia Para Puentes

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