Especialización en Hidráulica de Ríos

Organización Curricular Básica

La carrera se estructura sobre la base de tres cuatrimestres. La carga horaria total en cursos, que incluyen clases presenciales, actividades de tutoría a distancia y trabajo final integrador es de 500 horas.

Los cursos propuestos para la implementación de la carrera son los siguientes:

1. Métodos Numéricos
2. Hidrología de Superficie
3. Morfología de Ríos y Procesos Fluviales
4. Transporte de Sedimentos
5. Erosión en Cuencas y Sedimentación en Cuerpos de Agua
6. Modelos Físicos a Fondo Fijo y Móvil
7. Hidráulica Fluvial Computacional
8. Fundamentos de Hidráulica de Puentes
9. Diseño de Canales Aluviales Estables
10. Técnicas GIS aplicadas a la Dinámica Fluvial
11. Introducción a la Ingeniería Fluvial

Plan de Estudio de Especialización en Hidráulica de Ríos:

Cursos de Nivelación (May-Jun 2015)

CN1. Elementos de Hidráulica General: Hidrostática. Hidrocinemática. Hidrodinámica. Ecuaciones Fundamentales de la Hidráulica. Teoría de los Flujos Viscosos: Capa Límite y Resistencia. Análisis Dimensional. Introducción al Estudio del Flujo en Canales. Fundamentos de Hidrometría. Aplicaciones Prácticas.

CN2. Fundamentos de Hidrología de Superficie: Fase Continental del Ciclo Hidrológico. Cuencas Hidrográficas. Tratamiento de Datos Hidrológicos: Estadísticas Básicas. Escorrentía Superficial: Análisis de Hidrogramas. Tránsito de Caudales: Métodos Hidrológicos e Hidráulicos. Aplicaciones Prácticas.

CN3. Revisión de Matemáticas para Ingeniería: Revisión de Conceptos Básicos de Algebra y Geometría Analítica. Vectores y Matrices. Algebra Matricial. Funciones Elementales: Representación Gráfica y Propiedades. Derivación e Integración de Funciones. Ecuaciones Diferenciales: Clasificación y Aplicaciones; Métodos de Solución. Ecuaciones Diferenciales del Movimiento de Fluidos: Análisis y Propiedades.

Contenidos Mínimos

A continuación se detallan los contenidos mínimos de los cursos componentes del Plan de Estudios:

Métodos Numéricos (C-01)

Introducción al Análisis Numérico. Ecuaciones diferenciales: Clasificación y Métodos de solución. Revisión de las Ecuaciones Fundamentales de la Mecánica de Fluidos. Ecuaciones de Navier-Stokes. Integración en vertical y lateral. Ecuaciones de Saint-Venant. Soluciones Numéricas: Método de las características. Método de diferencias finitas. Método de elementos finitos. Criterios de convergencia, consistencia y estabilidad. Uso de técnicas de programación y aplicaciones en paquetes de software matemáticos y hojas de cálculo. Introducción al conocimiento básico de modelos hidrodinámicos de cauces con contornos fijos y deformables. Ejemplos de Aplicación.

Hidrología de Superficie (B-01)

Fundamentos. Ciclo Hidrológico. Flujo y balance hídrico global. Medición de las variables hidrológicas. Precipitación. Análisis y tratamiento de datos pluviométricos. Carácter Aleatorio de la Lluvia: Análisis de Frecuencia. Curvas Intensidad - Duración - Frecuencia. Tormentas de proyecto. Uso de paquetes de software para el análisis de frecuencias. Automatización de procedimientos usando software de Hoja de Cálculos. Aplicaciones. Elementos de Hidrometría. Aforos en cursos fluviales. Estimación del gasto en cauces no aforados. Análisis de datos hidrométricos. Relaciones altura-caudal: ajuste y calibración. Escorrentía. Análisis de Hidrogramas. Estimación de Pérdidas por Infiltración. Hidrograma Unitario (HU): concepto y modelos matemáticos del mismo. Hidrogramas unitarios sintéticos. Modelos Matemáticos para Diseño Hidrológico. Requerimientos de hardware y software para el desarrollo de modelos hidrológicos. Calibración de modelos. Aplicaciones.

Morfología de Ríos y Procesos Fluviales (B-02)

Cuencas hidrográficas: parámetros físicos y geométricos característicos; sistemas de ordenamiento de la red de drenaje; leyes de bifurcación, longitudes y áreas interfluviales. Componentes básicos del sistema fluvial: procesos fisiográficos dominantes. Clasificación de ríos: alineamiento planimétrico, planicies de inundación, geometría de los cauces, perfiles longitudinales. Evolución natural de un río; condiciones de cuasi-equilibrio. Implicancias prácticas.

Transporte de Sedimentos (B-03)

Origen y propiedades de los sedimentos fluviales. Iniciación del movimiento de partículas sólidas. Formas de fondo y resistencia al flujo en corrientes aluviales. Transporte de sedimentos: Generalidades. Definiciones, convenciones y conceptos básicos. Distintas modalidades de transporte de material de lecho: arrastre en la capa de fondo, saltación y suspensión. Caudal sólido total de un río. Carga de lavado. Formulaciones para la cuantificación del caudal sólido en ríos naturales. Ejemplos y aplicaciones prácticas.

Erosión en Cuencas y Sedimentación en Cuerpos de Agua (A-01)

El proceso de erosión hídrica: factores que controlan la erosión en una cuenca. Pérdida de suelos y producción de sedimentos en un área: métodos de estimación. Socavación en cauces fluviales. Erosión general y erosiones locales. Procesos de degradación y agradación. Sedimentación en ríos, lagos y embalses. Aplicaciones.

Modelos Físicos a Fondo Fijo y Móvil (A-02)

Revisión de Análisis Dimensional y Principios de Semejanza. Modelos de ríos con contornos rígidos. Selección de escalas. Conceptos de distorsión y basculamiento. Variables a controlar y medir. Procedimiento constructivo de modelos a fondo fijo (MFF). Operación, calibración y explotación de los modelos a FF. Modelos físicos ríos con contornos móviles. Técnicas de reproducción del transporte de sedimentos. Variables hidráulicas y sedimentológicas a medir y controlar. Construcción de modelos fluviales. Operación, calibración y explotación de modelos fluviales a fondo móvil. Modelación de tramos de ríos libres y con obras. Modelación de procesos de erosión y sedimentación. Aplicaciones.

Hidráulica Fluvial Computacional (A-03)

Hidráulica de Canales. Clasificación de flujos: uniforme y variado; permanente y no permanente. Resistencia al flujo en cauces naturales de secciones compuestas. Concepto de energía específica. Número de Froude. Flujo crítico: características. Flujo subcrítico y supercrítico. Flujo gradualmente variado. Ecuaciones diferenciales del escurrimiento. Clasificación de perfiles hidráulicos. Pérdidas de carga adicionales en cursos naturales: contracción y expansión. Flujo rápidamente variado: el resalto hidráulico. Flujo Unidimensional No Permanente. Aplicaciones. El programa HEC-RAS: Conceptos básicos. Manejo de proyectos. Análisis de flujo permanente. Resultados del programa. Aspectos singulares y capacidades opcionales del programa HEC-RAS. Modelación de cauces y planicies de inundación. Modelación de terraplenes y otras singularidades en la planicie de inundación. Distribución lateral de velocidades. Análisis de perfiles múltiples. Ecuaciones alternativas para el cálculo de pérdidas por fricción. Applicaciones.

Fundamentos de Hidrodinámica Bidimensional. Ecuaciones Fundamentales: continuidad y ecuaciones de cantidad de movimiento. Pérdidas por fricción y por turbulencia: modelos de cierre turbulento. Viscosidad de torbellino. Métodos numéricos de solución. Método de los elementos finitos: concepto, función de forma, fórmulas de integración. Definición de malla. Mallas estructuradas y no estructuradas. Algoritmos de triangulación. Aplicaciones. El modelo IBER: presentación, fundamento teórico, modelo de resistencia por fricción, modelo de turbulencia. Tratamiento de áreas sometidas a secado / humedecimiento. Opciones adicionales del modelo IBER2D. Desarrollo de un proyecto con el modelo IBER2D. Aplicaciones.

Fundamentos de Hidráulica de Puentes (A-04)

Comportamiento de ríos en los tramos de influencia de puentes. Conceptos de Flujo de Aproximación, Campo Lejano y Campo Cercano. Aspectos Básicos de Estabilidad de Cauces Fluviales e interferencia con Estructuras Hidráulicas: puentes y alcantarillas. El problema de los puentes interpuestos en las corrientes naturales. Hidráulica de Puentes: pérdidas de carga; casos de flujo a través de puentes. Puentes de varias aberturas. Datos geométricos necesarios para modelar un puente. Modelación de puentes en HEC-RAS. Alcantarillas: tipos; nomenclatura hidráulica. Análisis de flujo en alcantarillas: pérdidas de carga. Modelación de alcantarillas en HEC-RAS. Cálculo de procesos de socavación en puentes. Datos necesarios para la estimación de la socavación. Modelación de contracciones, estribos, pilas y otros elementos estructurales. Formulaciones disponibles en HEC-RAS para la estimación de las profundidades de socavación general, por contracción y local. Hipótesis simplificativas, rangos de aplicación, ventajas y limitaciones. Cálculo de la profundidad total de socavación. Presentación de los resultados: tablas y gráficos. Ejemplos de Aplicación.

Diseño de Canales Aluviales Estables (A-05)

Generalidades. Grados de libertad de un sistema fluvial. Geometría hidráulica de cauces naturales. Enfoques empíricos. Teoría del régimen. Criterios semi-empíricos. Métodos racionales y analíticos. Diseño de canales sin revestir. Aplicaciones prácticas.

Técnicas GIS aplicadas a la Dinámica Fluvial (A-06)

Revisión de conceptos de Sistemas de Información Geográfica (GIS). Manejo de información terrestre en formatos raster y vectorial. Modelación de los componentes de la cobertura terrestre: puntos, líneas y polígonos. Redes irregulares trianguladas (TINs) y modelos digitales de elevación (DEMs). Fuentes para la generación de la información espacial: planos, fotografías, imágenes satelitales. Digitalización y tratamiento de las fuentes de información para su homogeneización. Representación de áreas homogéneas: cuencas, tipos de suelo, cobertura vegetal, uso del suelo, valles fluviales, pendiente, etc. Introducción al conocimiento y operación del análisis espacial mediante paquetes GIS: ArcGis 9.2. Aplicaciones a la dinámica fluvial: modelo Geo HEC-RAS y modelación distribuida de los procesos de erosión, transporte y sedimentación.

Introducción a la Ingeniería Fluvial (A-07)

Diseño de Obras de Protección contra Erosiones. Revestimiento de canales y estructuras de encauzamiento. Protecciones de lecho y márgenes en ríos. Control de la erosión aguas abajo de presas y estructuras de caída. Protecciones en puentes: pilas y estribos. Protecciones en alcantarillas. Diseño de espigones y otras estructuras fluviales. Uso de dispositivos flexibles: gaviones, colchonetas, geosintéticos y otros elementos. Criterios de diseño. Aplicaciones de software. Obras fluviales para el control de inundaciones. Ejemplos de aplicación.