Ingeniería Civil
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Item Evaluación del estado actual y propuestas de mejora de los acueductos de San Juan Grande, Limonal y La Sierra ubicados en el Cantón de Abangares en la provincia de Guanacaste(2024) Solano Brenes, Humberto Andrés; Vidal Rivera, Paola MarcelaItem Análisis de la capacidad hidráulica de los sumideros para aguas pluviales instalados en las fincas de la Universidad de Costa Rica, en el cantón de Montes de Oca(2024) Navarrete Molina, Juan Carlos; Murillo Muñoz, Rafael EduardoEste proyecto propone analizar la capacidad hidráulica de los sumideros en el sistema de drenaje pluvial en Costa Rica, centrándose en las fincas de la sede Rodrigo Facio de la Universidad de Costa Rica. El estudio se desarrolla en 4 fases paralelas : Levantamiento en sitio en las fincas de la sede Rodrigo Facio, revisión de la normativa nacional, recopilación, análisis del estado del arte y estudio de los diseños de mercado. El levantamiento de campo indica la presencia de 286 sumideros de 16 tipos en las fincas, todos compartiendo el mismo tipo de rejilla. La revisión de la normativa nacional revela deficiencias, como la falta de directrices integrales para diseñadores y un único diseño establecido (tragante tipo AyA). En cuanto a los sumideros de mercado, prevalece la oferta de ésta misma rejilla tipo AyA. Los proveedores desconocen la eficiencia y metodologías del diseño hidráulico para sus rejillas. La mayoría de las ecuaciones estudiadas están basadas en ensayos de laboratorio. Los estudios y pruebas de laboratorio a nivel general revelan una baja eficiencia hidráulica de las rejillas. La capacidad de captación de los sumideros depende de diferentes variables, como el caudal de flujo, las pendientes y la geometría de la rejilla entre otras. A partir de la información recopilada se seleccionan las metodologías y ecuaciones de diseño, y se evalúa la capacidad hidráulica de los sumideros instalados en las 3 fincas de la sede Rodrigo Facio de la Universidad de Costa Rica, el diseño identificado en la normativa nacional y algunos diseños que ofrecen los principales distribuidores del mercado nacional. Los resultados muestran que la eficiencia de las rejillas es baja, oscilando entre 20% y 50% lo que incide en la capacidad del sistema pluvial. Un aumento en el caudal frontal incrementa la profundidad y velocidad del flujo. Para sumideros simples con rejilla, la capacidad de captación disminuye al aumentar la altura...Item Propuesta de mejora hidráulico-ambiental del sistema de abastecimiento de agua potable y del sistema sanitario de aguas residuales del edificio de la Facultad de Medicina en la Universidad de Costa Rica, en la Sede Rodrigo Facio, para reducir el desperdicio de agua potable y mejorar el manejo y disposición de las aguas residuales(2023) Madrigal Calvo, Kevin Aarón; Vidal Rivera, Paola MarcelaEste proyecto evalúa el estado actual de la red de abastecimiento de agua potable y de evacuación de aguas residuales del edificio de la Facultad de Medicina. Se estableció como objetivo realizar una propuesta de mejora hidráulica-ambiental para reducir el consumo y desperdicio de agua potable; y mejorar el manejo y disposición del agua residual del edificio, cumpliendo en ambos casos los lineamientos de calidad del marco legal vigente. Se elaboraron planos actualizados de ambas redes de tuberías, se realizó un inventario de los aparatos sanitarios, se elaboraron curvas de consumo de agua potable y de producción de aguas residuales, se realizaron pruebas de laboratorio y se realizaron encuestas y entrevistas a los ocupantes del edificio. Para ello, se realizaron visitas de campo, mediciones de consumo de agua, evaluación de tuberías, pruebas de calidad del agua, análisis de ocupación del edificio e inspecciones. A raíz de estos datos, se generó un diagnóstico que permitió evaluar la condición actual del sistema de tuberías y de piezas sanitarias del edificio. Se determinó que el edificio no cumple con varias disposiciones de la normativa vigente, que varios tramos de tuberías requieren intervenirse y que se deben implementar nuevos accesorios de bajo consumo. Además, se requiere mejorar las prácticas de manejo de residuos líquidos, mejorar la calidad del agua e implementar medidas que permitan cumplir con el objetivo del proyecto.Item Evaluación del estado actual de los acueductos Barrio Jesús arriba, Barrio Jesús abajo y Concepción, ubicados en la parte media de la cuenca del río Abangares, y propuestas para su mejoramiento(2023) Vargas López, Néstor; Vidal Rivera, Paola MarcelaEl presente informe abarca la evaluación del estado actual de los acueductos de Barrio Jesús Arriba, Barrio Jesús Abajo y Concepción, pertenecientes al cantón de Abangares. El mismo comprende la evaluación del estado de la infraestructura, la calidad del agua, el balance de consumo y producción de las fuentes, y administración de la ASADA respectiva. La recolección de información se realizó mediante las visitas a los acueductos en estudio, donde se visitó la infraestructura existente y las fuentes de agua, de las cuales se tomaron muestras que fueron analizadas en el Laboratorio de Ambiental del departamento de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica, además de esto, también se realizó un levantamiento de la tubería de conducción y distribución de cada acueducto, y se realizaron reuniones con miembros de cada ASADA, con el fin de indagar sobre la administración de estas. Utilizando los datos recopilados, se lleva a cabo un análisis para evaluar la gestión del recurso hídrico destinado al suministro de agua potable, del cual se identifican las principales fortalezas y debilidades de los sistemas de los acueductos en estudio, y se proponen mejoras a corto, mediano y largo plazo, que permitan mejorar la eficiencia del sistema. Los acueductos en estudio presentaron deficiencias similares, los principales problemas se deben al poco o nulo conocimiento sobre el manejo de un acueducto por parte de los miembros de la ASADA, además de ello, se presentan altos niveles de hierro en el agua de las fuentes de cada acueducto. Se determina que los acueductos en estudio poseen el suficiente recurso hídrico para abastecer a sus habitantes, tanto actualmente, como a futuro a 25 años. Los sistemas de suministro de agua potable en las comunidades pequeñas no generan suficientes ingresos para financiar cambios significativos o mejoras costosas, y las opciones de préstamo son limitadas. En consecuencia, se necesita un mayor respaldo financiero...Item Investigación cuantitativa de la iniciación del movimiento en sedimentos tipo grava en un canal abierto rectangular(2021) Moreira Salas, Luis Felipe; Murillo Muñoz, Rafael EduardoLa iniciación del movimiento de los sedimentos es un tema de gran importancia ya que puede condicionar el diseño y el mantenimiento de todo tipo de obras hidráulicas. Dicho concepto ha sido estudiado por múltiples autores, mostrando siempre una gran variabilidad en los resultados obtenidos, en especial con materiales gruesos como gravas. Se buscó probar si es posible determinar las condiciones de movimiento incipiente para gravas por medio de un parámetro de movilidad de Shields de 0.06 u otros parámetros obtenidos en estudios similares. En el presente trabajo se tomaron tres combinaciones de materiales de diferentes diámetros y se llevaron a cabo ensayos de observación de la iniciación del movimiento en los que se identificaron las condiciones de tirante, caudal y pendiente del fondo del canal en el estado crítico. A partir de dichas mediciones, se calcularon los valores de esfuerzo cortante crítico, parámetro de movilidad de Shields, velocidad de corte y número de Reynolds granular, los cuales se contrastaron contra resultados obtenidos en estudios similares de otros autores. Se determinaron valores de esfuerzo cortante crítico que varían entre 0.99 Pa y 2.59 Pa, así como números de Reynolds granular entre 133 y 253, para pendientes de fondo entre 0.3% y 1.8%. Estos resultados difieren de los resultados de Shields de 1936, pero se encontraron similitudes con los resultados de Parker del 2005. De la misma forma, se obtuvieron valores de parámetro de movilidad de Shields entre 0.017 y 0.041, los cuales varían del valor utilizado por Shields de 0.06.Item Diseño de una prueba de laboratorio para la evaluación técnica de un vertedor en laberinto(2021) Meléndez Prado, Ricardo Alberto; Murillo Muñoz, Rafael EduardoEl presente trabajo consiste en diseñar una prueba de laboratorio que permita evaluar el funcionamiento de un vertedor en laberinto. Específicamente, se busca evaluar en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Costa Rica el vertedor en laberinto propuesto por el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) como vertedor de excedencias del Proyecto Hidroeléctrico Fourth Cliff (PHFC). Para realizar el diseño de la prueba de laboratorio, primero, se realizó una revisión bibliográfica de todo lo relacionado a vertedores en laberinto y modelación hidráulica. Con base en esto, se definió una metodología general para el diseño de pruebas de laboratorio de vertedores en laberinto. Por último se aplicó esta metodología al caso del vertedor propuesto por el ICE para el PHFC. Como parte de la ejecución del trabajo, se planteó una notación unificada para las características relacionadas con los vertedores en laberinto. Además, de la revisión bibliográfica se definieron dos condiciones que se deben cumplir para considerar que los efectos de escala en un estudio son despreciables. La primera, que la carga sobre la cresta (h) sea mayor o igual a 2cm. La segunda, que la altura (P) en el modelo sea mayor o igual a 100 mm, a menos que se busque analizar la descarga del vertedor para relaciones de descarga (HT/P) mayores a 0.4. Para la verificación técnica del vertedor del PHFC se propone utilizar un modelo a escala 1:20, el cual tienen un costo de construcción de aproximadamente f.2 220 000. Además, se plantea modelar distintos escenarios con el fin de: evaluar la descarga de vertedor tanto en condición libre como para distintas condiciones aguas abajo, estudiar el comportamiento de la estructura para distintas condiciones extremas y realizar una revisión cualitativa del funcionamiento de la estructura. En general, la duración del estudio es de 86 días, lo cual contempla la construcción y operación del modelo.Item Guía de modelación para evaluar las condiciones que rigen el desempeño de aliviaderos(2016) Bogantes Ugalde, Sergio Andrés; Mayorga Jiménez, GravinEn este trabajo se analizaron las principales variables que intervienen en el diseño y operación de aliviaderos. Contemplando la reproducción a escala reducida de vertederos como una herramienta importante para el diseño de los prototipos y tomando en cuenta que no existe una guía que provea los requerimientos mínimos para el diseño de los modelos, se propuso una metodología para evaluar modelos hidráulicos de vertederos de rebose de tipo frontal con descarga controlada o descarga libre. Se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva, abarcando las principales funciones que cumplen los aliviaderos, sus estructuras, las variables que se pueden presentar en dichas estructuras y como estas variables pueden afectar el desempeño durante eventos extraordinario de altos caudales que no pueden ser almacenados. Además se incluyeron estudios experimentales, los cuales ayudaron a proveer bajo qué condiciones se estima que los efectos de escala (variaciones debidas a la no similitud dinámica) son despreciables y los resultados encontrados en la evaluación de los modelos pueden corresponder a los esperados en el prototipo. Por último, se realizó un estudio de modelado hidráulico para la propuesta del vertedero auxiliar del Proyecto Hidroeléctrico Cachí, encontrando un factor de escala útil para construir el modelo en el laboratorio de hidráulica de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de Costa Rica, encontrando para qué caudales y en qué medida se puede confiar que los datos reproducidos por este modelo son representativos del prototipo.Item Desarrollo e implementación de un modelo numérico para el análisis de operación de una red de canales(2012) Solís Sandoval, Aarón Daniel; Serrano Pacheco, AlbertoEn este proyecto se desarrolló un programa numérico que permite realizar la simulación del comportamiento hidráulico y el análisis de operación de una red de canales abiertos; esto se hace de manera que pueda ll eva rse a cabo el cá lculo del flujo no permanente en estos sist em as, qué con diferentes características hidráulicas y geométricas de los canales que conforman la red, bajo diversas condiciones iniciales y de front era y con la po sibili dad de introducir el efecto de la abertura o cierre de comp uertas en ellos, permite realizar tareas tanto de análisis como de diseño. La metodología d el trabajo consistió primeramente en la recop il ación de infor ma ción que brindara las bases necesarias para realizar la programación del modelo empleando el software MatLAB, una vez realizadas ambas etapas se llevó a cabo el proceso de validación de las principales rut in as y condiciones de frontera. Finalmente, se realizaron los análisis de resultados y se derivaron las conclusiones y recomendaciones más importantes. El trabajo se llevó a cabo resolviendo el modelo matemático que representa el fenómeno físico del flu jo no permane nte en canales abierto, el Modelo de Aguas Superfic iales o Agu as Poco Profundas; para ello se hizo uso del método de MacCormack, el método de las Características y varias subrutinas y códigos de programación complement;;u-ios para el cálculo de las principales variables hidráulicCis. Se pretende con este proyecto y código de programación, contar con una herramienta que permita el análisis de la dispon ib ilidad del agua, el diseño de la altura o ancho necesario para futu ro s cana les a construir, la evaluación del efecto de las compuertas en la regulación del agua en los diferentes puntos de la red y la simu laci ón en el tie mp o de los pe rfil es o remansos de agu a q ue puedan generarse en uno o varios canales debido a la modificación de sus condiciones ...