1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Análisis y diseño hidráulico para la conducción y el suministro de agua potable en la comunidad de El Manzano, Jericó de Desamparados(2022) Valverde Jiménez, Ricardo; Díaz Gutiérrez, Gustavo AlbertoLa comunidad de El Manzano requiere de la construcción de un acueducto que haga posible el abastecimiento de agua potable para su población, pues a la fecha, éste es inexistente. Por tal motivo, la realización de este proyecto fue llevado a cabo con el objetivo de brindar a la comunidad y al Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados una evaluación de las condiciones actuales y previstas a futuro del comportamiento de los recursos hídricos y de la población, con lo cual sea posible llevar a cabo la ejecución del acueducto de forma eficaz y eficiente. Para llegar a tal propósito fue necesario conocer las variables que atañen al sistema, tales como la topografía del terreno, la capacidad de producción de agua que poseen las nacientes estudiadas, así como la cantidad de servicios actuales por abastecer y los proyectados a futuro. Con respecto al tema del levantamiento topográfico, éste se realizó en su mayor parte a través de rutas nacionales o caminos públicos, dando como resultado que las diferencias de altura entre los puntos de interés son cercanas a los 137 m. Para conocer cuál es el caudal de producción por parte de las nacientes, fueron llevados a cabo estudios de medición del agua a través del método de aforo volumétrico durante un año específicamente entre junio del 2019 y junio del 2020, como resultado se obtuvo que el máximo caudal de producción fue en el mes de octubre con un total de 1,47 l/s, mientras que la menor producción de caudal fue de 0,44 l/s registrada durante el mes de abril. Es importante indicar que el 2019 fue un año seco. 1 RESUMEN La comunidad de El Manzano requiere de la construcción de un acueducto que haga posible el abastecimiento de agua potable para su población, pues a la fecha, éste es inexistente. Por tal motivo, la realización de este proyecto fue llevado a cabo con el objetivo de brindar a la comunidad y al Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados...Item Caracterización del flujo no sumergido en una alcantarilla de alivio(2017) Méndez Blanco, Erick; Murillo Muñoz, Rafael EduardoLas características físicas particulares de una alcantarilla de alivio implican un funcionamiento hidráulico que difiere con el establecido para el flujo a través de una alcantarilla "clásica". Por ende es necesario dar el paso de la teoría de las leyes que rigen la mecánica de fluidos a la experimentación, que genere una mejor base de análisis sobre la naturaleza y comportamiento del flujo a lo largo de su recorrido por los componentes de la alcantarilla de alivio. Al modelar el comportamiento del flujo a través de cada uno de los componentes de una alcantarilla de alivio se desea analizar los fenómenos hidráulicos presentes y obtener parámetros de comparación representativos que permitan un análisis y diseño de estructuras reales, bajo este principio se establece un rango de caudales adecuado que permita un comportamiento a superficie libre del flujo. Se utilizó como base de la investigación experimental un modelo a escala reducida construido por el Ingeniero German Alpízar en el 2015, el cual se modificó para evaluar los caudales de interés. El modelo físico utilizado se encuentra en las instalaciones del Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Costa Rica. Resultado de la investigación, se establece un rango de caudales para un flujo a superficie libre, además de las pérdidas de energía desde el punto de entrada en el canal de aproximación hasta el punto final del barril, un coeficiente de descarga para el orificio de entrada al barril, una curva de desempeño de la alcantarilla y una caracterización cualitativa de los fenómenos presentes no cuantificables en la experimentación. Los resultados obtenidos son representativos para las obras a construir debido a las semejanzas y similitudes presentes entre prototipo y el modelo, las cuales llevan a la validación de los datos.Item Caracterización del comportamiento de una alcantarilla, según su geometría, colocada en carreteras mediante un modelo a escala reducida(2021) Arias Ávila, Mauricio; Murillo Muñoz, Rafael EduardoLas características de una alcantarilla, de tubo redondo, pueden ser estudiadas mediante el uso de modelos físicos en laboratorio, o modelos numéricos en programas especializados. Inicialmente, se planteó realizar la investigación haciendo uso del Laboratorio de Hidráulica de la Escuela de Ingeniería Civil. Creando un modelo a escala reducida que semejara las condiciones de una alcantarilla colocada en carreteras. Debido a las restricciones derivadas por la pandemia, se optó por utilizar el programa español de análisis bidimensional Iber 2.6 para crear el modelo. Este se hizo generando una malla y obteniendo el comportamiento de los cabezales cambiando el caudal de entrada al canal. Al colocar una obra de alcantarilla, se varía el comportamiento natural del canal, por lo que se deben tener en cuenta las condiciones iniciales para realizar un diseño adecuado que se ajuste al canal donde la alcantarilla se coloque. Estos diseños pueden ser basados en modelos numéricos, que se ajustan bastante bien a la realidad cuando se tiene una alcantarilla cuyo punto de control se encuentre en la salida. En caso de tener un punto de control a la entrada, se recomienda realizar un modelado físico a escala reducida del cabezal de entrada, pues la geometría de este influye de manera importante en cómo se comporta el flujo. Al tener una modelación, se puede adecuar el diseño para que funcione de manera óptima, tomando en cuenta la corriente en chorro y las zonas de recirculación que se pueden generar cerca del cabezal de salida para diferentes condiciones. De igual forma, se puede calcular el ángulo de la ola estacionaria con el fin de diseñar un cabezal con aletones a la salida de alcantarilla, para que esta trabaje de la mejor manera posible.Item Zonas de inundación en la Sede Rodrigo Facio de la Universidad de Costa Rica producidas por la Quebrada Los Negritos(2018) Chaves Chaves, Elena María; Serrano Pacheco, AlbertoLa Universidad de Costa Rica constituye la mayor y más importante casa de enseñanza superior en el país. Su sede principal (Rodrigo Facio) se encuentra ubicada en el cantón de Montes de Oca y es atravesada por la Quebrada Los Negritos desde la Ciudad de la Investigación hasta la Facultad de Derecho existiendo una serie de edificaciones aledañas a ella. Por lo anterior es importante conocer el comportamiento del flujo de agua dentro las instalaciones universitarias. El principio general de este proyecto es establecer las zonas de inundación producidas por de la Quebrada Los Negritos en el tramo dentro del campus. Para lo cual es necesario realizar una caracterización completa de la zona de los aspectos físicos, climáticos, geológicos, antropológicos, hidrológicos e hidráulicos que inciden directamente en la zona. La investigación consiste en tres etapas principales: caracterización de la zona, análisis hidrológico y análisis hidráulico. Con respecto a la caracterización de la zona de estudio, esta consistió en recopilación de información bibliográfica y de campo que permitiera su descripción bajo los condiciones físicas, climáticas, geológicas y de uso de suelo de la cuenca de la Quebrada Los Negritos. Referente al análisis hidrológico primeramente se aplicó la distribución Gumbel o Extrema Tipo I a los datos de precipitación, ya que al ser sometida a la prueba de bondad de ajuste Smimov-Kolmogorov obtuvo buena confiabilidad. Posteriormente, por medio de regresión lineal multivariable se construyeron las curvas de Intensidad-Duración y Frecuencia (IDF) para la zona de estudio, y finalmente se obtuvieron los caudales máximos para la Quebrada Los Negritos por tres métodos de cálculo a saber: racional, número de curva de escorrentía, e isocrónas para los periodos de retorno de 25, 50 y 100 años, con el fin de poder efectuar una comparación entre los valores obtenidos para cada caso y determinar...Item Análisis hidráulico de las condiciones del sitio del puente sobre el río Chirripó Atlántico en la ruta nacional 32(2010) Sasso Steele, Roberto; Oreamuno Vega, Rafael AlfredoEl Puente sobre el río Chirripó Atlántico en la ruta nacional 32 es una obra de vital importancia para el funcionamiento del país, dado que comunica el complejo portuario Limón-Moín (en donde se realiza una gran mayoría del comercio con el exterior) con la capital y el resto del país, sin la presencia de una ruta alterna en caso de existiera algún problema que impida el flujo de tránsito por esta ruta. Dada la importancia que refleja el funcionamiento de dicho puente, es claro que el mantenimiento y el estudio a profundidad de las condiciones presentes en el sitio será indispensable para la prevención o mitigación de una posible catástrofe. El objetivo principal del presente trabajo se centra en el análisis de las condiciones de inestabilidad lateral en el cauce del río Chirripó en el sitio del puente, así como la cuantificación de los efectos posibles de socavación que podrán ser una eventual amenaza a la integridad estructural del puente. Mediante el estudio y análisis de fotografías aéreas de la zona de estudio en múltiples años desde 1953 hasta el presente, así como realizando inspecciones en varias ocasiones desde finales del 2009 hasta Mayo 2010 y considerando el tipo y composición del cauce, se determinó que el río Chirripó Atlántico presenta condiciones de inestabilidad lateral y susceptibilidad a la desviación del cauce en el sitio del puente y aguas arriba del mismo principalmente. Ya conociendo las condiciones de susceptibilidad a la desviación lateral del cauce en el sitio del puente, se procedió a realizar el estudio hidráulico de las condiciones para múltiples eventos extremos para la aproximación de la magnitud de los posibles efectos de la socavación. Los cálculos de socavación realizados fueron basados en caudales de diseño y condiciones hidráulicas calculadas mediante un análisis hidrológico de la cuenca y un modelo hidráulico del cauce. ...Item Análisis hidráulico del Acueducto del Gran Puntarenas(2012) Sánchez Sánchez, Kattia; Vidal Rivera, PaolaDe la calidad del abastecimiento de agua potable que tenga una comunidad depende su crecimiento socioeconómico y de infraestructura, razón por la cual surge la idea de realizar este Trabajo Final de Graduación denominado: Análisis hidráulico del Acueducto del Gran Puntarenas. En este proyecto se realiza un análisis hidráulico para determinar el funcionamiento del acueducto, para lo cual se realiza un estudio descriptivo de la red de distribución y se determina que funciona como dos sistemas independientes, el Sistema 1 que abastece el sector de Barranca hasta La Angostura y el Sistema 2 que abastece La Punta. Posteriormente, con la información proporcionada por la Oficina de Operación y Mantenimiento de la Región Pacífico Central del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA) y la Oficina de Desarrollo Físico UEN de Estudios y Proyectos del AyA, se determin~ el valor de dotación para cada sistema. Segu idamente se realizan proyecciones de población y demanda para diferentes escenarios futuros. Se simplifica la red de distribución de cada sistema y se modela en el Programa Epanet 2.0 utilizando los datos de demanda obtenidos de cada escenario. Como resultados de estas modelaciones se dan recomendaciones de reducción de los porcentajes de agua no controlada y se proponen cambios de diámetros así como la colocación de una nueva tubería en el Sistema 1, para brindarle agua potable al Gran Puntarenas hasta el año 2035 y establecer un documento base para el crecimiento organizado y documentado de este acueducto.Item Diagnóstico de las alcantarillas en el primer tramo de la Ruta Nacional No. 1, Autopista General Cañas, y el análisis hidráulico para los puntos críticos(2015) Martínez Esquivel, Mauricio José,; Serrano Pacheco, AlbertoSe propone determinar si la capacidad hidráulica de las dos alcantarillas analizadas en la autopista General Cañas, en los pasos del Río Bermúdez y de la Quebrada Seca, es suficiente para los caudales generados a partir de los eventos extremos de precipitación. Estos eventos se aproximan a partir de bases de datos históricos de valores máximos anuales de precipitación. En caso de que su capacidad sea insuficiente, en este trabajo se propone una solución. Los eventos extremos de precipitación aproximados se distribuyeron espacial y temporalmente para generar los caudales con los que se revisa la capacidad de las alcantarillas. Las cuencas analizadas no cuentan con estaciones medidoras de caudales por lo que se deben generar hidrogramas sintéticos asociados a los eventos de precipitación aproximados. Con la información anterior se ha elaborado un modelo hidrológico, de donde se obtienen los caudales utilizados en el análisis hidráulico. Basado en los modelos hidrológico e hidráulico realizados, se concluye que de las alcantarillas en estudio, la que se ubica en Río Bermúdez tiene capacidad hidráulica suficiente pero aguas arriba existe una estructura que afecta las velocidades del agua causando daños en los taludes; para Quebrada Seca se determina que la alcantarilla no cuenta con capacidad suficiente. A partir de estos resultados se plantean posibles soluciones que se pueden implementar, tales como estructuras de protección para los taludes o sustitución de las alcantarillas actuales.