1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teoría-horas práctica-créditos Hidráulica. Ingeniería en Agronomía AGT 0620 2 3 7 2. HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Roque del 13 al 17 de febrero 2006 Participantes Representante de las academias de Ingeniería en Agronomía de los Institutos Tecnológicos. Observaciones (cambios y justificación) Reunión Nacional de Evaluación Curricular de la Carrera de Ingeniería en Agronomía. Institutos Tecnológicos de Chiná, Conkal, Tlajomulco, Jal., y Valle de Morelia Academias Ingeniería Agronomía. de en Análisis y enriquecimiento de las propuestas de los programas diseñados en la reunión nacional de evaluación Instituto Tecnológico de Tlajomulco, Jal. del 15 al 19 de mayo 2006 Comité de Consolidación de la carrera de Ingeniería en Agronomía Definición de los programas de estudio de la carrera de Ingeniería en Agronomía. 3. UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a) Relación con otras asignaturas del plan de estudio
Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas Física Estática y dinámica La cuenca y el de fluidos ciclo hidrológico Matemáticas I Matemáticas II Topografía Aplicaciones de la derivada Aplicaciones de la integral Altimetría Altiplanimetría Manejo Integral de Cuencas Hidrográficas Diagnóstico del estado actual de los recursos Estrategias de conservación y manejo sustentable de los recursos de la cuenca Edafología Informática Propiedades físicas y movimiento del agua en suelo Software de aplicación b) Aportación de la asignatura al perfil del egresado Aplicar los principios hidráulicos apropiados a la ingeniería de proyectos relacionándolos con el almacenamiento, conducción y distribución del recurso hídrico. 4. OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Aplicará las leyes de reposos y movimientos del agua, para la planeación, orientación y mantenimiento de los sistemas hidráulicos, utilizados en los procesos productivos en un marco de sustentabilidad.
5. TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Introducción 1.1 Definición. 1.1.1 Estudio. 1.1.2 Aplicación. 1.1.3 Propiedades físicas del agua. 1.2 División de la hidráulica. 1.2.1 Hidrostática. 1.2.2 Hidrodinámica. 2 Hidrostática 2.1 Propiedades físicas de los fluidos. 2.1.1 Estados físicos del agua. 2.1.2 Definición de fluido. 2.1.3 Características de los fluidos. 2.1.4 Propiedades físicas del agua. 2.2 Aparatos de medición de presiones. 2.2.1 Densímetros. 2.2.2 Viscosímetros. 2.2.3 Tensiómetros. 2.2.4 Manómetros, barómetros y piezómetros. 2.3 Presión Hidrostática. 2.3.1 Ecuación fundamental de la hidrostática. 2.3.2 Distribución de presiones. 2.4 Empuje hidrostático. 2.4.1 Centro de presiones. 2.4.2 Empuje en superficies planas. 2.4.3 Empuje en superficies curvas. 3 Teorías de la hidrodinámica 3.1 Cinemática de los fluidos. 3.1.1 Velocidad, aceleración y rotación. 3.1.2 Definición y clasificación de flujos. 3.1.3 Número de Reynolds. 3.2 Conservación de la masa. 3.2.1 Ecuación de continuidad. 3.2.2 Ecuación de gasto. 3.3 Conservación de la energía. 3.3.1 Teorema de Bernoulli. 3.3.2 Tipos de energías. 3.3.3 Pérdidas de carga. 3.4 Conservación de la cantidad de movimiento. 3.4.1 Ecuación del impulso y cantidad de movimiento.
3.4.2 Fuerza hidrodinámica. 4 Orificios y vertedores 4.1 Orificios. 4.1.1 Definición y clasificación de orificios. 4.1.2 Finalidades de los orificios. 4.1.3 Determinación de la ecuación general del gasto. 4.1.4 Coeficientes. 4.1.5 Ejemplos de orificios. 4.2 Vertedores. 4.2.1 Definición y clasificación de vertedores. 4.2.2 Finalidades de los vertedores. 4.2.3 Ecuaciones y tablas. 4.2.4 Cálculo del gasto. 4.3 Ejemplos de vertedores. 5 Canales 5.1 Definición, clasificación y finalidades de los canales. 5.2 Partes y elementos técnicos de un canal. 5.3 Análisis del escurrimiento de agua en canales. 5.3.1 Distribución de presiones en. los canales. 5.3.2 Distribución de velocidades en un canal. 5.4 Diseño de un canal trapecial. 6 Tuberías 6.1 Definición, clasificación y finalidades de las tuberías. 6.2 Partes y requisitos técnicos de las tuberías. 6.3 Dispositivos de medición en tuberías. 6.3.1 Dispositivos de velocidad. 6.3.2 Dispositivos de gasto. 6.4 Análisis del escurrimiento del agua en tuberías. 6.4.1 Pérdidas de carga por fricción. 6.4.2 Pérdidas de carga localizadas. 6.5 Cálculo de tuberías. 7 Bombas hidráulicas 7.1 Introducción. 7.1.1 Generalidades. 7.2 Clasificación y tipo de bombas. 7.2.1 Aspirante. 7.2.2 Impelente. 7.2.3 Centrífuga. 7.3 Determinación de la potencia.
7.3.1 Gasto. 7.3.2 Carga dinámica total. 7.3.3 Eficiencia de trabajo. 7.3.4 Potencia de la bomba. 8 Aforo de pozos. 8.1 Introducción y objetivos del aforo. 8.2 Métodos de aforo. 8.2.1 Aforo volumétrico. 8.2.2 Método de la escuadra. 8.2.3 Orificio. 8.2.4 Calibrado. 8.2.5 Pruebas de aforo. 6. APRENDIZAJES REQUERIDOS Derivación e integración de funciones. Ecuaciones de equilibrio. Centroides. Distribución de fuerzas. Movimiento tridimensional, bidimensional y unidimensional de la partícula. Leyes del movimiento de Newton. Ley de la gravitación universal. Levantamiento topográfico. Manejo de paquetes de cómputo. 7. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Uso de materiales audiovisuales. Exposición de docente. Proyección de videos. Uso de Software. Planteamiento y solución de problemas de casos reales. Visitas a estructuras hidráulicas en operación. Elaboración de prototipos. Practicas de campo (determinación de perdidas de carga). 8. SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Reporte de investigación bibliográfica. Participación en clase. Examen escrito. Reportes de prácticas. Exposiciones.
9. UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Introducción. El estudiante conocerá la importancia de la Hidráulica en la producción Agropecuaria y las características físicas del agua. Investigar, discutir en grupo los conceptos definición y antecedentes. Realizar investigación en las diferentes fuentes de información sobre las propiedades físicas de los líquidos. Análisis, discusión y conclusiones en forma grupal. 1,2,3,4, 5,6,7,8, 10,11,12, 14,15,16, 21,22,23, 24,25 Unidad 2: Hidrostática. Aplicará las leyes que rigen el comportamiento de los líquidos en reposo. Definir y analizar las leyes y principios de la hidrostática. Planteamientos, resolución y aplicación práctica de problemas de la hidrostática en casos reales. Visitar estructuras hidráulicas. Resolver dudas en la exposición del profesor. 1,2,5,6, 7,8,9, 10,11, 12 Unidad 3: Teorías de la hidrodinámica. Aplicará las bases teóricas de la dinámica al comportamiento de los fluidos en movimiento. Investigar sobre el tema. Exponer los temas. Realizar y reportar prácticas. Plantear solución de problemas. Diseñar prototipos. 1,2,3,4,5, 6,8,10,11, 12,14,15, 16,17,19, 21,22,23, 24,25
Unidad 4: Orificios y vertedores. Clasificará y obtendrá orificios y vertedores así como los coeficientes de velocidad, contracción y gasto. Exponer. Realizar reporte de prácticas: aforos, instalaciones, funcionamiento. Plantear solución de problemas. Visitar un laboratorio de hidráulica. Realizar un diseño de prototipos. Consultar en diferentes fuentes de información y elaborar resúmenes de artículos relacionados con orificios y vertedores. 1,2,3,4, 5,6,9,16, 17,21,22, 23,24,25 Unidad 5: Canales. Clasificará los diferentes tipos de canales. Distinguirá las partes y los elementos técnicos de un canal. Diseñará un canal trapecial. Explicar el funcionamiento hidráulico de los canales. Diseñar un canal trapecial utilizando todas las partes y elementos técnicos. Realizar un reporte de prácticas: aforos. Instalaciones, funcionamiento. Investigar en diversas fuentes de información y de campo. Plantear y solución de problemas. Visitar una infraestructura de riego de canales. Realizar un diseño de prototipo. 1,2,3,4, 5,6,9,16, 17,21,22, 23,24,25 Unidad 6: Tuberías. Analizará y comprenderá el funcionamiento de los diferentes sistemas de conducción del agua en tuberías. Clasificar las diferentes formas de perdida de carga en tuberías. Realizar cálculos de flujo en tuberías. Realizar resumen de artículos relacionados con el flujo en redes de tuberías. Plantear y solución de problemas. 1,2,3,4, 5,6,9,16, 17,21,22, 23,24,25
Entregar reportes. Diseñar de prototipos. Unidad 7: Bombas hidráulicas. Conocerá y seleccionará los diferentes equipos de bombeo adecuado de acuerdo a las necesidades hidráulicas. Clasificar los diferentes tipos de bombas. Seleccionar el equipo de bombeo mas adecuado a las necesidades requeridas. Identificar las funciones y las partes tanto de bombas como turbinas hidráulicas. Visita a empresas relacionadas con bombas hidráulicas. Visita a una unidad de riego con bombas hidráulicas en funcionamiento. Entrega de reportes. 2,7,17,19, 21,22,23, 24,25 Unidad 8: Aforo de pozos. Aprenderá las diferentes formas de aforar de un pozo. Conocer los diferentes conceptos utilizados en el aforo de pozos. Conocer las técnicas de aforo de pozos y llevarlas a la práctica. Realizar y reporte de prácticas: aforos. Instalaciones, funcionamiento. Investigar en diversas fuentes de información y de campo. Plantear y solución de problemas. 23,22, 23,24, 25
10. FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Acevedo, J. M. y Guillermo Acosta Manual de hidráulica Editorial Harla..México. 1975. 2. Arteaga, Tovar E. Hidráulica Elemental. UACH Téxcoco, México. 1993 3. Streeter, L. Víctor, Wylie, E. Benjamin y W. Bedford, Keith. Mecánica de los fluidos. Editorial Mc Graw Hill. 2000, 9ª edición. 4. Sotelo, Ávila Gilberto. Hidráulica General. Vol. I Fundamentos. Editorial Limusa Noriega. 5. Saldarriaga, V., G., Juan. Hidráulica de Tuberías. Editorial Mc Graw Hill. 1998. 1ª edición. 6. Muson, Brece R. Y Okiishi, Theodore H. Fundamentos de mecánica de fluidos. Editorial Limusa Wiley. 2002. 7. Franzini, Joseph B., Finnemore, E. John. Mecánica de Fluidos con Aplicaciones de Ingeniería. Editorial Mc Graw Hill. 1999. 8. Fox, Robert W., Mc Donald, Alan T. Introducción a la Mecánica de Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. 1995. 2ª edición. 9. Mc Naughton, Kenneth: Bombas, Selección Uso y Mantenimiento. Editorial Mc Graw Hill. 1995. 1ª edición. 10. Guaycichea, Guglielmi Darío. Flujo en Tubos de presión: Fascículo I, Introducción al Flujo en Tuberías. Pérdidas de energía por fricción. Fundación ICA UAEM. 11. Vergara, S. Miguel Ángel. Técnica de Modelación en Hidráulica. Editorial Alfa Omega IPN. 1993. 12. Vennard, J. K. y Streer, R.L. Elementos de Mecánica de Fluidos., Editorial CECSA. 1989. 3ª edición. 13. Mataix, Claudio, Mecánica de Fluidos y Máquinas Hidráulicas. Editorial Harla. 1992. 6ª edición. 14. Crane. Flujo de Fluidos en Válvulas, Accesorios y Tuberías. Editorial Mc Graw Hill. 1992. 1ª edición. 15. W. Greene, Richard, Válvulas, Selección, Uso y Mantenimiento. Editorial Mc Graw Hill. 1992. 1ª edición. 16. Banderas, A. Valiente. Problemas de Flujos de Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. 17. L. Mott, Robert. Mecánica de Fluidos Aplicada. Editorial Prentice Hall. 18. Sahmes, I.H. Mecánica de Fluidos. Editorial Mc Graw Hill. 19. Karassik, I.I. Bombas Centrífugas: Selección Operación y mantenimiento. Editorial CECSA. 20. Del Castillo, U. Mancebo. Teoría del Golpe de Ariete y sus Aplicaciones en Ingeniería Hidráulica. Editorial Limusa. 21. Zubicaray, M. Viejo. Bombas. Teoría, Diseño y Aplicaciones. Editorial Limusa. 22. Manual de Diseño de Obras Civiles. CFE. Cap. A.2.3; Cap. A.2.4; Cap. A.2.6. 23. Revista: Ingeniería Hidráulica en México. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. 24. Revista. Tlaloc. Asociación Mexicana de Hidráulica. 25. www.imta.mx 26. www.semarnat.gob.mx, 27. www.cna.gob.mx,
28. www.asce.org, 29. www.bivitec.org.mx 11. PRÁCTICAS PROPUESTAS. Propiedades de los fluidos. Verificación de valores típicos de la densidad, peso específico, viscosidad y compresibilidad y su relación. Presión Hidrostática. Verificación de la ley de distribución de presiones hidrostática. Cinemática de los fluidos. Verificación de la caracterización cinemática de características del movimiento de los fluidos (campos vectoriales, líneas de corriente, tubo de flujo). Ecuación de continuidad. Verificación del principio conservativo de la materia en flujos. Ecuación de la energía. Verificación del principio conservativo de la energía en un flujo y verificación de la interpretación de las líneas piezométrica y de energía. Orificios. Determinación de coeficientes de contracción, velocidad y descarga. Vertedores. Verificación de ecuaciones para la determinación de coeficientes de descarga. Canales. Verificación de gasto en canales. Pérdidas locales. Verificación de la validez de recursos para determinar coeficientes de pérdida local. Conducto sencillo. Verificación del cálculo de tuberías en serie. Funcionamiento de bombas y turbinas. Aforo de pozos.