Diseño de estructuras hidráulicas

Dedicatoria......................................................................................................................5

Prólogo........................................................................................................................... 11

Capítulo 1 Transiciones.......................................................................................... 15

Definición....................................................................................................................15

Diseño simplificado de transiciones (transición recta)................................................16

Cálculo de la longitud de la transición...................................................................17

Transiciones alabeadas (método racional)...................................................................18

Diseño de transición para un régimen subcrítico.........................................................18

Cálculo de la longitud de la transición. Método racional.......................................19

Cálculo del ancho de fondo (solera) en cada sección.............................................20

Cálculo del talud en cada sección...........................................................................20

Cálculo del desnivel de fondo en cada sección......................................................21

Bordos libres en transiciones.......................................................................................23

Ejemplo de diseño hidráulico de una transición de salida...........................................24

Problema propuesto.....................................................................................................36

Capítulo 2 Pérdidas por infiltración en canales.......................................... 37

Justificación.................................................................................................................37

Factores que influyen en las pérdidas..........................................................................38

Métodos para determinar las pérdidas por infiltración...........................................38

Fórmulas empíricas.................................................................................................40

Fórmula de T. Ingham.......................................................................................40

Fórmula de Etcheverry (1915)..........................................................................40

Fórmula de Pavlovsky (1924)...........................................................................41

Fórmula de Davis - Wilson................................................................................42

Fórmula de Punjab.............................................................................................42

Fórmula de Kostiakov.......................................................................................43

Fórmula de E. A. Moritz....................................................................................43

Pérdidas totales............................................................................................................44

Procedimiento de cálculo.............................................................................................45

Pérdidas en canales revestidos.....................................................................................46

Ejemplo de cálculo de pérdidas por infiltración en canales.........................................46

Problema propuesto.....................................................................................................60

Capítulo 3 Caídas....................................................................................................... 61

Definición....................................................................................................................61

Elementos de una caída vertical..................................................................................62

Procedimiento para el diseño de una caída sin obstáculos..........................................63

Ejemplo de diseño hidráulico de una caída.................................................................67

Problema propuesto.....................................................................................................71

Capítulo 4 Rápidas.................................................................................................... 73

Definición....................................................................................................................73

Datos de campo necesarios para el diseño hidráulico.................................................74

Elementos de una rápida..............................................................................................74

Procedimiento para el diseño de una rápida................................................................76

Ejemplo de diseño hidráulico de una rápida................................................................83

Problemas propuestos..................................................................................................97

Capítulo 5 Vertedero lateral................................................................................. 99

Definición................................................................................................................... 99

Fórmulas para un vertedero frontal de sección rectangular sin contracción..............102

Criterios de diseño.....................................................................................................103

Teorías para el diseño hidráulico...............................................................................104

Tipos de flujo en un vertedero lateral........................................................................104

Deducción de las fórmulas para el diseño de un vertedero lateral.............................106

Problemas por resolver en el diseño de un vertedero lateral.....................................109

Ejemplo de diseño hidráulico de un vertedero lateral...............................................116

Problema propuesto...................................................................................................119

8 • Máximo Villón Béjar •

Capítulo 6 Desarenadores...................................................................................121

Definición..................................................................................................................121

Clases de desarenadores............................................................................................122

Desarenadores de lavado intermitente.......................................................................122

Elementos de un desarenador ...................................................................................123

Consideraciones para el diseño hidráulico................................................................126

Ejemplo de diseño hidráulico de un desarenador......................................................138

Problema propuesto...................................................................................................148

Capítulo 7 Puente canal........................................................................................149

Estructuras de cruce...................................................................................................149

Elección del tipo de estructura...................................................................................150

Definición de un puente canal....................................................................................150

Elementos hidráulicos de un puente canal.................................................................151

Consideraciones para el diseño hidráulico................................................................152

Ejemplo de diseño hidráulico de un puente canal.....................................................157

Problema propuesto...................................................................................................166

Capítulo 8 Sifones invertidos.............................................................................167

Definición..................................................................................................................167

Partes de un sifón invertido.......................................................................................168

Cálculo hidráulico de un sifón invertido...................................................................171

Pérdidas en el sifón invertido....................................................................................172

Procedimiento de cálculo...........................................................................................176

Ejemplo de diseño hidráulico de un sifón invertido..................................................183

Problema propuesto...................................................................................................195

Capítulo 9 Alcantarillas........................................................................................197

Definición..................................................................................................................197

Consideraciones hidráulicas......................................................................................199

Procedimiento de cálculo...........................................................................................202

Ejemplo de diseño hidráulico de una alcantarilla......................................................206

Problema propuesto...................................................................................................210

Capítulo 10 Tomas laterales...............................................................................211

Definición..................................................................................................................211

Consideraciones hidráulicas......................................................................................213

Cálculos hidráulicos...................................................................................................213

Procedimiento de cálculo...........................................................................................218

Ejemplo de diseño hidráulico de una toma de canal..................................................220

Problema propuesto...................................................................................................223

• Diseño de estructuras hidráulicas • 9

Referencias.................................................................................................................225

Anexo............................................................................................................................227

Uso de GeoGebra.......................................................................................................227

Apéndice......................................................................................................................241

Fórmulas hidráulicas..................................................................................................241

Resalto hidráulico......................................................................................................255

Fuerza específica........................................................................................................256

Publicaciones del autor........................................................................................281

Software del autor...................................................................................................285