UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELAS ACADMICO PROFESIONALES DE INGENIERIA CIVIL Y DE INGENIERA HIDRULICA

SLABO DE DISEO DE PRESAS (CONSEJERA)

I.INTRODUCCIN

En nuestro Pas el rgimen de precipitaciones propias de la selva, ceja de selva y la sierra, exige desarrollar un buen manejo del agua para los diferentes usos. Uno de los principales problemas la sierra del Per es el dficit de agua en los meses de Junio a Noviembre de cada ao porque las precipitaciones son muy escasas. Las cuencas del Per ofrecen una topografa es muy apropiada para embalsar el agua construyendo presas y as lograr la regulacin en pequeos y grandes volmenes que podran ser utilizados en el momento oportuno.La ingeniera de presas es muy amplia abarcando reas diferentes del conocimiento, desde la topografa, el estudio del suelo, medio ambiente, clima, hidrologa, hidrulica, diseo arquitectnico, diseo estructural, construcciones; as tambin como los aspectos sociales, econmicos y legales que influyen en la realizacin de un proyecto de represamiento.

Por esto, el ingeniero civil y el ingeniero hidrulico deben estar preparados para formular y participar en el planteamiento, el diseo y la ejecucin de proyectos de presas.

II.DATOS INFORMATIVOS

2.1Cdigo:2.2Dpto. Acadmico:Ingeniera de los Recursos Hdricos2.3Lnea Curricular:Aprovechamientos Hidrulicos2.4Naturaleza:Profesional especializada2.5Prerrequisito:El que corresponda a la escuela (Ing. Civil, Ing. Hidrulica)2.6Rgimen:Semestral2.7Ubicacin:El que corresponda a la escuela (Ing. Civil, Ing. Hidrulica)2.8Condicin:Obligatorio2.9Horas semanales:02 de teora y 03 de prctica2.10Valor Acadmico :Tres (03) Crditos2.11Recurso Docente: M.Cs. Ing. Jos Francisco Huamn Vidaurrre2.12Inicio Actividades: 13 de Abril de 2015.

III.OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA

La asignatura de Diseo de Presas tiene como objetivo capacitar a los estudiantes de las carreras profesionales de Ingeniera Civil y de Ingeniera Hidrulica en adoptar criterios para tomar decisiones del lugar donde ubicar una presa, determinar las caractersticas de la misma, disearla geomtricamente, hidrulicamente y estructuralmente, tomando en cuenta los riesgos que pueden producir su colapso.

El estudiante al culminar el desarrollo de la asignatura y aprobarla estar en condiciones de disear una presa de tierra y una presa de gravedad o arco-gravedad, as como las obras complementarias.

IV.PROGRAMACIN

4.1COMPETENCIAS

Cada estudiante se desarrollar en las siguientes competencias:

UNIDADCOMPETENCIAS

I1. Disea geomtricamente una presa de gravedad o de arco gravedad: Seccin mxima, drenes, galeras, vertedero, rpida, desage de fondo, amortiguador.

I2. Ubica la presa y obras conexas en la cerrada: Presa, vertedero, rpida, amortiguador, toma, conducto de descarga, conducto de desvo, caminos.

I3. Determina el efecto de la filtracin; calcula las cargas actuantes y analiza estructuralmente una presa de gravedad o de arco-gravedad, garantizando su estabilidad

I4. Disea hidrulicamente el vertedero, la rpida, el amortiguador, la toma, el conducto de desvo, el conducto de descarga

II5 .Disea Geomtricamente una Presa de tierra.

II6. Verifica la falla contra filtracin, mediante la red de flujo y disea el drenaje

II7. Determina la estabilidad de una presa de tierra, en tres condiciones de la misma, incluyendo el efecto ssmico.

II8. Disea el vertedero, la rpida y el amortiguador, aplicando los principios hidrulicos.

4.2CONTENIDOS CONCEPTUALES

I. UNIDAD: DISEO DE PRESAS DE GRAVEDAD

Introduccin. Informacin necesaria. Diseo geomtrico de la cortina (gravedad y arco-gravedad): Altura, taludes, borde libre. Seccin mxima de la presa. Vertedero. Ubicacin en la cerrada. Infiltracin y drenaje. Galeras.

Cargas actuantes: Del agua, peso propio, empuje, de sedimentacin, del oleaje, del hielo, ssmicas, combinacin de cargas.

Anlisis estructural de presa de gravedad: Rotacin y vuelco; traslacin y deslizamiento, sobreesfuerzo y falla del material.

Diseo hidrulico del vertedero, la rpida, el amortiguador, la toma, el conducto de descarga, el conducto de desvo.

Compuertas, vlvulas.

II. UNIDAD: DISEO DE PRESAS DE TIERRA

Introduccin. Informacin necesaria. Diseo geomtrico de la cortina: Diseo contra desbordamiento, taludes, bermas y altura de la presa. Seccin mxima de la presa.

Diseo contra flujo incontrolado de la filtracin. Trazo de la lnea de filtracin superior y ubicacin del filtro. Trazo de la red de flujo y Tubificacin. Permeabilidad del vaso. Agrietamiento de la cortina. Capacidad de retencin y drenaje de los filtros.

Diseo contra deslizamientos. Mtodos de anlisis: Fellenius y Bishop. Condiciones crticas de la estabilidad de una presa. Estabilidad de la cortina. Prdida de borde libre. Modos de falla.

Diseo de la rpida: Vertedor, ancho, profundidad, velocidades, disipadores de energa.

Diseo del conducto de descarga: Entrada, tamao del conducto. Vlvulas, disipador de energa.Instrumentacin y vigilancia.

4.3ESTRATEGIAS METODOLOGICAS

- Estimular la participacin activa de los estudiantes dentro del aula, a travs de trabajos relacionados con el diseo de una presa de gravedad o arco-gravedad y una presa de tierra.

- Estimular el aprendizaje por medio de lecturas y el uso de la computadora, orientado al diseo de presas de tierra y de gravedad. - Reforzar la formacin personal exigiendo al estudiante a asistir puntualmente a clases y cumplir con sus tareas.

V. EVALUACION

5.1 COMPETENCIAS A EVALUAR.

Es requisito que el estudiante haya ledo con anticipacin el tema y asista a las conferencias de aula para ser evaluado en el laboratorio de cmputo.

Los contenidos procedimentales para cada competencia se vierten en los informes; pues con el uso de herramientas de cmputo (Autocad, Excel, Word) y la aplicacin del conocimiento previo de dibujo, arquitectura, topografa, hidrologa, geotecnia, mecnica de rocas, mecnica de suelos, mecnica de fluidos, hidrulica, concreto, estructuras, ingeniera ssmica, maquinaria hidrulica, ser posible desarrollar el diseo de una presa de tierra y una presa de gravedad.

Los contenidos actitudinales para cada competencia se evalan con la participacin, cumplimiento, puntualidad y asistencia de cada alumno.

El tiempo lmite para alcanzar cada competencia se muestra en el siguiente cuadro:

UNIDADCOMPETENCIAS LUGARTIEMPO (hr)PRODUCTO

I1. Disea geomtricamente una presa de gravedad o de arco gravedad: Seccin mxima, drenes, galeras, vertedero, rpida, desage de fondo, amortiguador.Aula UNC5Informe N1 en DVD

I2. Ubica la presa y obras conexas en la cerrada: Presa, vertedero, rpida, amortiguador, toma, conducto de descarga, conducto de desvo, caminos. Aula UNC3Informe N2 en DVD

I3. Determina el efecto de la filtracin; calcula las cargas actuantes y analiza estructuralmente una presa de gravedad o de arco-gravedad, garantizando su estabilidadAula UNC6Informe N3 en DVD

I4. Disea hidrulicamente el vertedero, la rpida, el amortiguador, la toma, el conducto de desvo, el conducto de descargaAula UNC6Informe N4 en DVD

II5 .Disea Geomtricamente una Presa de tierra.Aula UNC3Informe N5 en DVD

II6. Verifica la falla contra filtracin, mediante la red de flujo y disea el drenajeAula UNC6

Informe N6 en DVD

II7. Determina la estabilidad de una presa de tierra, en tres condiciones de la misma, incluyendo el efecto ssmico.Aula UNC9Informe N7 en DVD

II8. Disea el vertedero, la rpida y el amortiguador, aplicando los principios hidrulicos.Aula UNC3Informe N8 en DVD

5.2 SISTEMA DE CALIFICACION

El sistema de calificacin ser vigesimal. La fraccin mayor o igual a 0.5 se considerar como una unidad a favor del alumno solamente para el promedio.En la evaluacin se tendr en cuenta los siguientes rubros:

a) Asistencia a conferencias (peso uno) b) Asistencia (segn nmero de horas) a las prcticas de laboratorio de cmputo.

c) Producto de cada una de las ocho (08) competencias ( Informes: N1, N3, N4, N6 y N 7 con peso dos y los tres restantes con peso uno).

d) El promedio ponderado se obtiene de la notas de asistencia a conferencias, asistencia a prcticas de los ocho informes.

VI. REQUERIMIENTO PARA LAS ACTIVIDADES

ACTIVIDADREQUERIMIENTOLUGAR

Teora: Conferencias y lecturasAula, plumones acrlicos, pizarra acrlica, lap top.Aula de la UNC

Prctica de competencias: Diseo y discusiones. -Laboratorio de cmputo, computadoras con programas: Excel, Autocad, Word, Hcanales.-Laboratorio de mecnica de suelos.- Equipo de muestreo de sedimentos.-Movilidad para transporte a Puruay-Cajamarca.

Aula de la UNC.Laboratorio de Mecnica de Suelos de la UNC.Puruay ( a 8 km de la Ciudad de Cajamarca)

VII.BIBLIOGRAFA

- Comit Nacional Espaol de Grandes Presas. Auscultacin de las Presas y sus Cimientos. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid 2004.

- D. Graux. Fundamentos de Mecnica del suelo. Edit. Eta. Espaa 1975.

- Eugenio Vallarino. Tratado Bsico de Presas. Coleccin Seinor N 11. Madrid 1994.

- Jos Gmez Navarro, Jos Aracil, Alejandro del Campo. Saltos de Agua y Presas de Embalse. Madrid 1964.

- Jurez Badillo- Rico Rodrguez. Mecnica de Suelos. Tomos 2 y 3.Edit. Limusa. Mxico 2000.

- Ralph B. Peck, Walter E. Hanson, Thomas H. Thornburn. Ingeniera de Cimentaciones. Edit. Limusa. Mxico 1988.- R. Dal-R Tenreiro. Pequeos Embalses de Uso Agrcola. Ediciones Mundi-Prensa. Espaa 2003.- Ral J. Marsal.Presas de Tierra y Enrocamiento.Edit. Limusa. Mxico 1975.- Richard H. French. Hidrulica de Canales Abiertos. Edit. Mc Graw Hill. Mxico 1988.

- Separatas del curso Diseo de Presas-2012. Francisco Huamn Vidaurre. U.N.C. Cajamarca, Per.

- P. Novak. Estructuras Hidrulicas. Edit. Mc Graw Hill. Colombia 2001

Cajamarca, Abril de 2015

M. Cs. Francisco Huamn VidaurreProfesor Principal adscrito al DAIRH