Ingeniería y Arquitectura
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Item Diseño hidráulico de tragantes mediante el uso de modelo numérico(2020) Céspedes Fallas, Otto Aaróm; Oreamuno Vega, Rafael AlfredoEn este proyecto se desarrolla un modelo numérico que permite evaluar la eficiencia de los tragantes a partir de las ecuaciones de flujo espacialmente variado. El objetivo del proyecto es determinar el dimensionamiento mínimo de la reja del tragante que permita captar el flujo generado por una tormenta de diseño según la normativa nacional aplicable, a partir de un modelo numérico que considere las características energéticas del flujo y físicas del entorno. El proyecto se desarrolla a partir de una extensa revisión de información bibliográfica sobre flujo espacialmente variado, eficiencia de tragantes, modelos numéricos y programación. Para el desarrollo del proyecto se elabora un programa informático en lenguaje C#, con el cual se determina el efecto que tiene en la eficiencia del tragante el aumento de la pendiente longitudinal del cordón y caño. La validación de los datos se realiza mediante la comparación con valores que se tienen de ejemplos teóricos y de datos de laboratorio de proyectos similares. Como ejemplo de cálculo se utiliza una zona característica del centro de la ciudad de San José para determinar el caudal generado por una precipitación de diseño de acuerdo con los valores de intensidad que se indican en la tesis del Ing. Rafael Murillo Muñoz. Como resultado principal se tiene que la eficiencia del tragante depende directamente de la capacidad del cordón de confinar el flujo para que este impacte frontalmente la reja, ya que la capacidad de captación frontal es mayor que la lateral. Se espera que el programa generado funcione de base para futuros proyectos que amplíen el análisis de la captación en tragantes a partir de ecuaciones teóricas, así como para diseño y análisis de sistemas pluviales.Item Automatización de una metodología para el diseño estructural de monturas tipo viga-anillo en tuberías a presión expuestas de acero(2017) Aguilera Chaves, Mónica; Poveda Vargas, Alvaro E.Las tuberías a presión de los proyectos hidroeléctricos conducen el agua hasta la casa de máquinas, donde se produce la electricidad, razón por la cual se debe garantizar que esta estructura no salga de operación por una falla inesperada. El presente trabajo analiza el caso de las tuberías a presión expuestas de acero que son apoyadas en vigas-anillo. Como las metodologías existentes para calcular los esfuerzos en las secciones transversales de la tubería restringidas por vigas-anillo son complicadas; existe la necesidad de crear una herramienta que automatice este proceso, de tal manera que ahorre tiempo y que sea de fácil uso. De fuentes relacionadas con el diseño de tuberías a presión, se investigaron las cargas que se consideran en el diseño de estos elementos, así como la combinación de estas, principalmente para la condición de servicio de operación normal. Posterior a esto se evaluaron las ventajas y desventajas de los lenguajes de programación de EXCEL y Mathcad para diseñar la automatización de la metodología de cálculo de esfuerzos en las secciones trasversales de la tubería restringidas por vigas-anillo. El programa que se obtuvo como producto, emplea tanto EXCEL como Mathcad. La hoja de cálculo de Mathcad almacena las fórmulas con las que se calculan los esfuerzos internos en las secciones transversales de la tubería donde se encuentran las monturas. Como el formato de dicha hoja se asemeja a una memoria de cálculo, para el diseñador es fácil determinar cómo se calculan los esfuerzos. En EXCEL se presentan los resultados, lo que permite una lectura sencilla. El programa emplea la metodología más reciente de cálculo de esfuerzos internos en las secciones de interés. Se comprobó su funcionamiento mediante un ejercicio de calibración.Item Análisis hidráulico de flujo transitorio en sistemas de conducción a presión(2015) Zúñiga Villalobos, Stephanie; Serrano Pacheco, AlbertoItem 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 ...Item Modelo de operación del sistema de canales del distrito de riego Arenal-Tempisque(2016) Acuña Espinoza, Eduardo José; Serrano Pacheco, AlbertoEn este proyecto se desarrolló un programa computacional que pretende funcionar como modelo de operación para el Distrito de Riego Arenal Tempisque, tomando consideraciones de flujo no permanente unidimensional. Para ello se llevó a cabo una exhaustiva investigación bibliográfica en los temas de hidráulica de canales, flujo no permanente, métodos numéricos y programación. Teniendo las bases teóricas necesarias se abordó el problema por etapas, iniciando con la programación de un canal simple y finalizando con el modelo de red que se presenta en el trabajo. El modelo fue validado desde las primeras etapas con ejemplos encontrados en artículos científicos, tanto teóricos como experimentales. Por último se hizo la adaptación del modelo al Distrito de Riego Arenal Tempisque, creando una interfaz personalizada para el ente encargado de la obra. Se pretende que el programa ayude a cuantificar la distribución del recurso agua en la zona, al permitirle al usuario simular distintos escenarios para condiciones de entrada y configuraciones hidráulicas dadas.Item Propuesta de normativa para el diseño hidráulico de obras de protección de cauces(2011) Rodríguez Jiménez, Marco Augusto; Oreamuno Vega, Rafael AlfredoEl objetivo principal de este proyecto es plantear mejoras a la normativa sobre diseño hidráulico de obras de protección de cauces existente en Costa Rica, que incorpore criterios de diseño, y técnicas de construcción sostenible, en función de las necesidades de la sociedad actual y acordes con la política ambiental del país. Para el desarrollo del proyecto se realizó un estudio de la legislación ambiental existente en Costa Rica. Luego mediante un análisis de la bibliograña técnica sobre obras de protección de cauces se seleccionaron las estructuras y criterios de diseño aplicables en el país. Se definió el impacto socioeconómico y ambiental producido por estas obras y las posibles medidas de mitigación a implementar. Por último conforme a los lineamientos ambientales contemplados en la legislación nacional, se proponen opciones técnicas ingenieriles que ayuden a minimizar el impacto ambiental producido por estas estructuras. Con las recomendaciones realizadas se procura entre otros aspectos propiciar una garantía jurídica que encamine las leyes existentes en una misma dirección de pensamiento y unifique criterios dispersos en la legislación nacional. Además se considera como una iniciativa para lograr reorientar el diseño y las consideraciones ambientales y sociales de las obras de protección de cauces.