Nombre: PRESAS Y EMBALSES
Código: 213101009
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Al termino de esta enseñanza el alumnado debe ser capaz de:
DRA1 Diseñar presas de fábrica y de materiales sueltos mediante la aplicación de métodos simplificados.
DRA2 Estudiar presas de fábrica y de materiales sueltos mediante la aplicación del Método de Elementos Finitos.
DRA3 Analizar compuertas de aliviaderos o desagües de presas.
DRA4 Proyectar distintos tipos de aliviaderos, desagües de presas y dispositivos de disipación de energía, mediante métodos convencionales, así como mediante el empleo de técnicas numéricas de resolución computacional.
DRA5 Aplicar el espíritu crítico al análisis de sistemas para seleccionar ideas de mejora, teniendo en cuenta en su caso la componente medioambiental.
DRA6 Evaluar ideas y soluciones innovadoras para desarrollar nuevos productos, procesos o servicios en contextos multidisciplinares.
Cuestiones generales. La cerrada y el embalse. Sedimentación de embalses. Efectos de la biota en el embalse y en el río. Efectos térmicos. Estudios ecológicos. Presas de gravedad con hormigón convencional y compactado con rodillo (RCC). Presas aligeradas. Diseño y cálculo de contrafuertes. Presas arco y bóveda. Presas de materiales sueltos. Aliviaderos y desagües.
UNIDAD DIDÁCTICA I. CUESTIONES GENERALES
1. Las presas en la antigüedad. Las presas en España en el siglo XX.
2. Importancia técnica, económica y social. Efecto ambientales.
3. Conceptos sobre seguridad. Observación y vigilancia. Reparaciones, refuerzos y recrecimientos.
4. La Comisión Internacional de Grandes Presas (ICOLD).
5. La seguridad de las presas: Normas.
6. Aplicación del Reglamento: Definición de Gran Presa. Tipología de presas. Clasificación de las presas según su grado de riesgo.
UNIDAD DIDÁCTICA II. LA CERRADA Y EL EMBALSE
1. La cerrada y el embalse: Estudios previos. Estudios geológicos. Estudios geofísicos. Ensayos in situ. Datos topográficos.
2. Problemas inducidos por el embalse.
3. Efectos directos de la inundación: sedimentación, biota, térmicos y sísmicos.
4. Estudios ecológicos.
UNIDAD DIDÁCTICA III. SEDIMENTACIÓN DE EMBALSES
1. Descripción del fenómeno. Medios de control.
2. Procesos de sedimentación de embalses. Factores determinantes en la producción de sedimentos.
3. Aproximación físicamente basada para estimar la erosión.
4. Mecánica y clasificación del transporte de sedimentos.
5. Carga de lavado, transporte de fondo y de fondo en suspensión. Coeficientes de resistencia.
6. Caudal dominante.
7. Eficiencia de atrapamiento de un embalse. Densidad del sedimento depositado. Distribución de los sedimentos en el embalse.
8. Cálculo de la elevación de sedimentos al pie de presa. Perfil longitudinal de la distribución de sedimentos.
9. Potencia de escorrentía unitaria mínima. Método de la potencia de escorrentía mínima.
UNIDAD DIDÁCTICA IV. EFECTOS EN LA BIOTA DEL EMBALSE Y EN EL RÍO. EFECTOS TÉRMICOS. ESTUDIOS ECOLÓGICOS.
1. Respecto a las plantas. Respecto a las especies acuáticas.
2. Caudales ecológicos. Siembra de alevines de especies adecuadas.
3. Efectos de la variación de la temperatura.
4. Estudios ecológicos. Matriz de impacto. Modelos de simulación.
UNIDAD DIDÁCTICA V. PRESAS DE GRAVEDAD CON HORMIGÓN CONVENCIONAL Y COMPACTADO CON RODILLO (RCC)
1. Clasificación.
2. Aspecto resistente.
3. Técnica Japonesa RCD (Rolled Compacted Dam) .
4. Técnica Norteamericana RCC (Rolled Compacted Concrete) .
5. Condiciones y propiedades.
6. Datos y referencias sobre el RCC y el RCD.
7. Flujo y disipación de energía en presas escalonadas.
8. Tipos de flujo: Nappe Flow y Skiming Flow
9. Diseño del cuenco disipador a pie de presa.
UNIDAD DIDÁCTICA VI. PRESAS ALIGERADAS. DISEÑO Y CÁLCULO DEL CONTRAFUERTE
1. Clasificación.
2. Aspecto resistente.
3. Desarrollo actual de las presas de contrafuertes.
4. Dimensionamiento del contrafuerte.
5. Estabilidad al vuelco. Estabilidad al deslizamiento.
6. Ábacos de Contessini.
7. Análisis tensional.
UNIDAD DIDÁCTICA VII. PRESAS ARCO Y BÓVEDA
1. Introducción.
2. Cerrada y encaje previo.
3. Fórmula de los tubos.
4. Diseño y tipo de presas arco: Radio constante (centro constante). Radio variable (centro variable). Angulo y radio variable. Angulo económico y fuerte desplome.
5. Efecto de empotramiento de los arcos en las laderas. Línea de presiones en arco activo. Interacción entre arcos.
6. Diseño simplificado: Análisis tensional anillo fino. Análisis tensional anillo grueso. Curvatura vertical.
7. Presas bóveda. Efecto membrana y efecto placa. Efecto de torsión. Isostáticas en una presa bóveda.
8. Análisis tensional en diferentes estados de carga con el MEF.
UNIDAD DIDÁCTICA VIII. PRESAS DE MATERIALES SUELTOS
1. Cálculo de la estabilidad global.
2. Cálculo de asentamientos.
3. Cálculos tenso-deformacionales con el MEF.
UNIDAD DIDÁCTICA IX. ALIVIADEROS Y DESAGUES
1. Aliviaderos laterales, Aliviaderos en laberinto, Aliviadero, Morning Glory
2. Cuencos amortiguadores de energía: Deflectores, Tipificados, Vertido libre, trampolines de lanzamiento, trampolines sumergidos.
3. Desagües profundos.
4. Análisis de las diferentes tipologías de compuertas: planas, clapetas, de sector, de tambor, de segmento.
5. Fuerzas sobre compuertas.
Prácticas informáticas de presas de gravedad con MEF.
P1. Análisis de presa de gravedad empotrada en el cimiento mediante MEF. Sesiones de 1-2 horas de aprendizaje y manejo del programa ANSYS o similar. Seguimiento del manejo individual durante las sesiones informáticas y/o informe al final de la sesión. P2. Análisis de presa de gravedad con interacción en el terreno mediante MEF. Sesiones de 1-2 horas de aprendizaje y manejo del programa ANSYS o similar. Seguimiento del manejo individual durante las sesiones informáticas y/o informe al final de la sesión.
Prácticas informáticas de presas de materiales sueltos con MEF.
P3. Análisis de presa de materiales sueltos homogénea mediante MEF. Sesiones de 1-2 horas de aprendizaje y manejo del programa ANSYS o similar. Seguimiento del manejo individual durante las sesiones informáticas y/o informe al final de la sesión. P4. Análisis de presa de materiales sueltos zonificada mediante MEF. Sesiones de 1-2 horas de aprendizaje y manejo del programa ANSYS o similar. Seguimiento del manejo individual durante las sesiones informáticas y/o informe al final de la sesión.
Cálculo y diseño con ordenador de aliviaderos laterales.
P5. Ejercicios de diseño hidráulico con programas informáticos.
Cuencos de disipación.
P6. Prácticas en laboratorio de cuencos de disipación.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
I. GENERAL QUESTIONS
II. VALLEY PROFILE AND THE RESERVOIR
III. SEDIMENTATION OF RESERVOIRS
IV. EFFECTS ON THE BIOTA OF THE RESERVOIR AND THE RIVER. THERMIC EFFECTS. ECOLOGICAL STUDIES
V. GRAVITY DAMS WITH CONVENTIONAL CONCRETE AND ROLL CRETE CONCRETE (RCC)
VI. LIGHTENED DAMS. DESIGN AND CALCULUS OF BUTRESS
VII. ARCH DAMS
VIII. EMBANKMENT DAMS
IX. SPILLWAY AND DAM OUTLET WORKS
Relación con otras asignaturas del plan de estudios: Parte de la asignatura se apoya en las competencias adquiridas en Análisis de Flujo en Lamina Libre. Por otro lado, parte de la materia se emplea como base en asignaturas posteriores como Ingeniería Fluvial. Conocimientos previos recomendados: Se recomienda revisar resistencia de materiales, obras y aprovechamientos hidráulicos del Grado de Ingeniería Civil.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clase expositiva empleando el de método la lección.
Explicación de los métodos de cálculo de presas y embalses. Revisión de los conceptos tradicionales a los conocimientos de vanguardia. Análisis de distintas situaciones en un contexto multidisciplinar.
Se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos multidisciplinares. Se enfatizará en el planteamiento, los métodos de resolución, la interpretación crítica de los resultados y sus limitaciones. Se dispondrá de algún tiempo para que el estudiante intente resolverlo, con posibilidad de participación activa a través de estudiantes voluntarios. Se propondrán problemas y/o casos prácticos similares.
47
100
Clase en campo o aula abierta (visitas técnicas, conferencias, etc.)
En función de las posibilidades de cada curso, se plantearán visitas a obras o instalaciones cuya actividad esté relacionada con los contenidos de la asignatura.
4
100
Clase en aula de informática: prácticas
Aplicar los conceptos teóricos para la resolución de problemas con programas informáticos. Se realizarán 2-3 sesiones de resolución de presas con el Método de Elementos Finitos. Se realizará un seguimiento del manejo individual durante las sesiones informáticas y/o informe al final de la sesión. Análisis crítico de los resultados obtenidos.
7
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua)
Realización de tareas de entrega, memoria de prácticas, exámenes parciales y/o examen final.
2
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Realización de tareas de entrega, memoria de prácticas, exámenes parciales y/o examen final.
2
100
Tutorías
Resolución de dudas sobre teoría y ejercicios.
6
50
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo
Tiempo dedicado por el estudiante para el estudio de la asignatura y la preparación de trabajos y memorias de prácticas planteadas.
112
0
Examen/es (teoría y/o práctica).
2 exámenes cada uno formado por dos partes con el mismo peso:
- Teoría: 15 preguntas de elección múltiple y/o de concepto (una contestación negativa penaliza entre -0.50 a -1.00 de una contestación correcta).
- Práctico: 1-2 problemas.
Se requiere un requisito mínimo de 4 sobre 10 en cada uno de los parciales
Permiten la evaluación de los resultados del aprendizaje 1-6.
80 %
Entregas y/o exposiciones individuales.
Trabajos a realizar en casa con una fecha de entrega determinada.
Desempeño en las prácticas.
Corrección de los informes de prácticas. Estos últimos podrán ser individuales y/o en equipo según se defina en las sesiones de acuerdo a la carga de trabajo y el número de estudiantes.
Se requiere un requisito mínimo de 3 sobre 10 en cada este bloque.
Permiten la evaluación de los resultados del aprendizaje 1-6.
20 %
Examen/es (teoría y/o práctica).
2 exámenes cada uno formado por dos partes con el mismo peso:
- Teoría: 15 preguntas de elección múltiple y/o de concepto (una contestación negativa penaliza entre -0.50 a -1.00 de una contestación correcta).
- Práctico: 1-2 problemas.
Se requiere un requisito mínimo de 4 sobre 10 en cada uno de los parciales
Permiten la evaluación de los resultados del aprendizaje 1-6.
80 %
Entregas y/o exposiciones individuales.
Trabajos a realizar en casa con una fecha de entrega determinada.
Desempeño en las prácticas.
Corrección de los informes de prácticas. Estos últimos podrán ser individuales y/o en equipo según se defina en las sesiones de acuerdo a la carga de trabajo y el número de estudiantes.
Se requiere un requisito mínimo de 3 sobre 10 en cada este bloque.
Permiten la evaluación de los resultados del aprendizaje 1-6.
20 %
Las evaluaciones del informe de prácticas y de los ejercicios propuestos se conservan sólo hasta los exámenes extraordinarios del curso en el que se realizan.
Autor:
Título: Design of small dams
Editorial: United States Departament of the Interior
Fecha Publicación: 1987
ISBN:
Autor: Robert R. Janse
Título: Advanced Dam Engineering
Editorial: Van Nostrand Reinhold
Fecha Publicación: 1988
ISBN:
Autor: Luis G. Castillo
Título: Apuntes de obras y aprovechamientos hidráulicos. (2 Volúmenes)
Editorial: Repografía UPCT
Fecha Publicación: 2002
ISBN:
Autor: M.M. Grishin
Título: Hydraulic Structures (2 Volúmenes)
Editorial: MIR
Fecha Publicación: 1982
ISBN:
Autor: CNEGP
Título: Guías Técnicas de Seguridad de Presas. Varios Tomos
Editorial: Comité Nacional Español de Grandes Presas
Fecha Publicación: 1999
ISBN:
Autor: P. Novak
Título: Hydraulic Structures
Editorial: Hunwin Hyman
Fecha Publicación: 1990
ISBN:
Autor: Alvarez Martínez, Alfonso
Título: Apuntes de proyecto y construcción de presas
Editorial: [s.n.], D.L.
Fecha Publicación: 1981
ISBN: 8460011003
Autor: E. Vallarino
Título: Tratado Básico de Presas
Editorial: Colección SEINOR. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
Fecha Publicación: 1997
ISBN:
Autor: Bureau Reclamation
Título: Erosion and Sedimentation Manual
Editorial: U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation
Fecha Publicación: 2006
ISBN:
Autor: Zienkiewicz, Taylor, R.L.
Título: El Método de los Elementos Finitos (Vol 1 y Vol. 2)
Editorial: McGraw-Hill-CIMNE
Fecha Publicación: 1994
ISBN:
(1) Grupo de I+D+i en Ingeniería Hidráulica, Marítima y Medio Ambiental Hidr@m:
www.upct.es/hidrom
(2) Red de Laboratorios de Hidráulica de España RLHE:
www.rlhe.es/
(3) Asociación Internacional de Ingeniería Hidráulica e Investigación IAHR:
http://www.iahr.net/site/index.html
(4) Cuerpo de Ingenieros de los Estados:
http://www.usace.army.mil/Pages/default.aspx
(5) Organismo de Gestión del Agua del Oeste de los Estados Unidos BOR:
http://www.usbr.gov/
(6) Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos EPA:
http://www.epa.gov/
(7) Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de España:
http://www.ciccp.es/
(8) Asociación Americana de Ingenieros Civiles ASCE:
http://www.asce.org/