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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

PROTOTIPO DE PRESA DE ALMACENAMIENTO Y SISTEMA DE RIEGO EN LA “UNIVERSIDAD DE LOS ALTOS DE CHIAPAS”

Contenido Planteamiento del problema ____________________________________________________________________________ 1 Datos generales del proyecto ____________________________________________________________________________ 2 Objetivos __________________________________________________________________________________________________ 4 Preguntas de invetigacion _______________________________________________________________________________ 5 justificacion _______________________________________________________________________________________________ 6 Marco teorico_________________________________________________________________________________________________________7 Bibliografía__________________________________________________________________________________________________________15

Anexo de tarjeta de precios unitarios y planos.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la Universidad de los Altos de Chiapas, se presenta el problema de estancamiento de agua, en el area de estacionamiento administrativo, provocando que se acumule el agua sin ningun uso util así como tambien el problema de acceso hacia el laboratorio de ingeniería civil y estacionamiento.

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DATOS GENERALES DEL PROYECTO 1.- Nombre del proyecto: Prototipo de obra de presa de almacenamiento y sistema de riego en la Universidad de los Altos de Chiapas, San Cristóbal de las Casas Chiapas. 2.- Datos del sector y tipos de proyecto: 2.1. Sector: Hidráulico e Hidrológico. 3.- Tipo de proyecto: Construcción de prototipo de obra de almacenamiento. 4.- Estudio de riesgo: No se ha realizado estudio de riesgo, ya que no se presentan actividades altamente riesgosas durante la ejecucion del proyecto. 5.- Ubicacion del proyecto: En las instalaciones de la Universidad de los Altos de Chiapas, area del estacionamiento administrativo.

COORDENADAS UTM OBRA

COORDENADA X

COORDENADA Y

EJE DE LA CORTINA (0+000) EJE DE LA CORTINA (0+…) ZONA DE RIEGO (COORDENADAS EN LAS ESQUINAS)

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DATOS GENERALES DEL PROYECTO

6.- Dimensiones del proyecto:

NOTA: LOS DATOS CORRESPONDIENTES A LAS TABLAS SE ENCUENTRAN CON MAYOR PRECISIÓN EN EL ANEXO DE TARJETA DE PRECIOS UNITARIOS Y PLANOS CORRESPONDIENTES.

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OBJETIVOS      

Drenar adecuadamente el agua que se acumula durante las lluvias. Evitar el estancamiento. Facilitar el acceso durante las lluvias. Aprovechar el agua captada para la zona de cultivos. Que el alumno aplique sus conocimientos de Hidraulica e Hidrología. Que alumnos y catedraticos observen el comportamiento de una presa de almacenamiento.

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PREGUNTAS DE INVESTIGACION   

         

¿QUE ES UNA PRESA? ¿CUALES SON LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CONSTRUIR UNA PRESA? ¿CUALES SON LOS ELEMENTOS QUE CONFORMAN A UNA PRESA? o VASO o CORTINA o OBRAS DE CONTROL o COMPUERTAS o OBRA DE TOMA o TURBINAS ¿QUE ES UNA PRESA DE ALMACENAMIENTO? ¿PARA QUE SIRVE UNA PRESA DE ALMACENAMIENTO? ¿QUE ES UN SISTEMA DE CAPTACION PLUVIAL? ¿QUE ES EL CICLO HIDROLOGICO? ¿COMO REUTILIZAR EL AGUA? ¿QUE ES UN SISTEMA DE RIEGO? ¿QUE ES UN SISTEMA DE RIEGO A GRAVEDAD? ¿QUE ES UN CANAL DE DERIVACION? ¿COMO SE RELACIONA LA GEOTECNIA EN EL DISENO? ¿QUE ES UN NIVEL FREATICO?

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JUSTIFICACION

EL PRESENTE PROYECTO SE REALIZARA CON EL FIN DE REUTILIZAR EL AGUA, YA QUE PRESENTA LA VENTAJA DE NO TENER UN IMPACTO AMBIENTAL NEGATIVO, IMPLEMENTAR LA INVESTIGACION EN LOS ALUMNNOS Y LA APLICACION DE SUS CONOCIMIENTOS RELACIONADOS CON EL PROYECTO.

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MARCO TEORICO Actualmente hay en el mundo mas de 1.200 grandes presas en construccion. A pesar de las diferentes opiniones, tecnicos de todo el mundo trabajan en estas grandes obras de la Ingeniería Civil. Como afirma Luis Berga, presidente de la Comision Internacional de Grandes Presas (Icold), “hay que huir de los antagonismos: ni mucha ingeniería ni mucha ecología ni mucha economía”. Segun la definicion de la Comision Internacional de Grandes Presas (Icold), una gran presa es aquella que supera los 15 metros de altura o que, con mas de 5 metros, tiene un volumen de embalse de mas de 3 millones de metros cubicos. Las primeras presas se construyeron hace unos 5000 anos. Sin embargo el periodo de mayor actividad constructora de grandes presas se situa entre 1960 y 1980, especialmente en China, Estados Unidos, India y lo que fue la Union Sovietica. Sus funciones son controlar las inundaciones, proporcionar energía hidraulica y suministrar agua para usos domesticos, industriales o regadíos. Un hecho al que se enfrentan quienes tienen la responsabilidad de suministrar agua para riego y para consumo humano e industrial, de controlar los efectos de las inundaciones, y de generar energía eléctrica, es una oposición creciente a la construcción de presas. Ello se debe en gran parte a los daños que estas obras pueden causar y a no haber tomado en cuenta, en forma consciente, justa y responsable, los reclamos de las personas afectadas, los efectos sociales y los daños al medio ambiente y a los ecosistemas. VENTAJAS DE LAS PRESAS Entre los propósitos principales por los cuales las presas son construidas destacan los siguientes: a) Dotación de agua a poblaciones para consumo humano y fauna doméstica, así como para la industria y servicios; b) Suministro de agua para riego y agroindustrias; c) Generación de energía eléctrica; y d) Control de inundaciones.

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Del reconocimiento de sus múltiples propósitos y beneficios, se pueden destacar las siguientes ventajas. 

ALMACENAN AGUA DURANTE LA ÉPOCA DE ABUNDANCIA PARA DISPONER DE ELLA DURANTE EL ESTÍO.



CONTROLAN LAS AVENIDAS REDUCIENDO TOTAL O PARCIALMENTE EL PICO DE LAS MISMAS.



FAVORECEN EL DESARROLLO DE LA PISCICULTURA.



FAVORECEN EL DESARROLLO DE CENTROS TURÍSTICOS.



GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA

DESVENTAJAS DE LAS PRESAS

 EFECTOS ECONÓMICOS Y FINANCIEROS  PROBLEMAS SOCIALES  AFECTACIÓN AL MEDIO AMBIENTE  PROBLEMAS FLUVIALES o Retención de sedimentos



o Erosiones del fondo del río en los primeros tramos aguas abajo de la cortina. o Desequilibrio de la línea de costa. PROBLEMAS DE OPERACIÓN E HIDRÁULICOS o Falla de la cortina. o Garantizar la seguridad de las presas requerirá mayor atención, personal más capacitado y mayores inversiones, a medida que las obras envejecen.

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Las presas estan compuestas por:  

 



Vaso: Parte del valle que, inundandose, contiene el agua embalsada. Presa o cortina: Garantizar la estabilidad de toda la construccion, soportando un empuje hidrostatico del agua, sin permitir la filtracion del agua. Compuertas: Dispositivos mecanicos destinados a regular el caudal de agua a traves de la presa. Tomas: son estructuras hidraulicas, pero de menor entidad, y son utilizadas para extraer agua de la presa para un cierto uso, como puede ser abastecimiento a una central hidroelectrica o a una ciudad. Turbinas: Los dos tipos mas habituales de turbinas hidraulicas son las de accion y las de reaccion.

Dentro de los tipos de presas encontramos las de almacenamiento las cuales tienen objetivo principal de éstas es retener el agua para su uso regulado en irrigación, generación eléctrica, abastecimiento a poblaciones, recreación o navegación, formando grandes vasos o lagunas artificiales. El mayor porcentaje de presas del mundo, las de mayor capacidad de embalse y mayor altura de cortina corresponden a este objetivo.

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Una de las soluciones para hacer frente a la escasez de agua es el aprovechamiento eficiente del agua de lluvia, tradición milenaria que se practica desde hace 5000 años. A lo largo de distintas épocas, culturas en todo el mundo desarrollaron métodos para recoger y utilizar el recurso pluvial, sin embargo con el progreso de los sistemas de distribución entubada, estas prácticas se fueron abandonando. Ahora ante el reto que supone el aumento de la población y la escasez del suministro, tanto en las zonas urbanas como rurales, la captación de agua de lluvia y nuevos sistemas para su correcta gestión, vuelven a verse como una solución para ahorrar y aumentar las reservas de agua. Situación en México Solo una parte ínfima del agua de lluvia es utilizada. De acuerdo a los especialistas, se podría reducir el rezago en abastecimiento de agua en el país si se aprovecharan los metodos de captacion y gestion del agua de lluvia. Si se captara toda la lluvia en los techos y en algunos suelos, se podría ahorrar de 10% a 15% del agua que se consume en los hogares. Si se aprovechara el 3% de la lluvia que cae cada año en el país, alcanzaría para suministrar de agua no potable para usos como limpieza o sanitarios a 13 millones de personas, para que 50 millones de animales pudieran beber o para regar 18 millones de hectáreas de cultivo. Puntos importantes que se relacionan con la captación pluvial Área de captación: Lugar donde se almacenan los escurrimientos de agua de lluvia, antes de realizar su disposición final. Por lo general se utilizan superficies como los techos de las casas, escuelas, almacenes, etc., que deben estar impermeabilizados. También se puede captar el agua que escurre de calles o estacionamientos por medio de canales. Sistema de conduccion: El sistema de conduccion se refiere al conjunto de canaletas o tuberías de diferentes materiales y formas que conducen el agua de lluvia del area de captacion al sistema de almacenamiento. El material utilizado debe ser liviano, resistente, facil de unir entre sí y que no permita la contaminacion con compuestos organicos o inorganicos.

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Tanques de almacenamiento: Se trata de tinacos o sistemas modulares en donde se conserva el agua de lluvia captada, se pueden situar por encima o por debajo de la tierra. Deben ser de material resistente, impermeable para evitar la perdida de agua por goteo o transpiracion y estar cubiertos para impedir el ingreso de polvo, insectos, luz solar y posibles contaminantes. Vertedor: Es la estructura de una obra hidraulica de almacenamiento a traves de la cual se descargan los volumenes que exceden la capacidad del embalse, con objeto de evitar fallas por desbordamiento.

El ciclo presenta diferencias cuantitativas y cualitativas en sus diversos componentes y fases, conforme la region ozona y hay que aprender a convivir con sus características naturales. Por esta razon es importante revisarlo e indicar los posibles cambios provocados por el manejo y uso de las tierras. El agua es esencial para la vida y su escasez afecta negativa y profundamente las posibilidades de desarrollo de una region. Sin agua disponible todo el tiempo, quedan comprometidas las posibilidades de progreso economico y bienestar. Las etapas del ciclo hidrologico son:     

Evaporacion del agua libre. Precipitacion. Infiltracion y almacenamiento. Escorrentía. Absorcion vegetal (transpiracion) y evaporacion.

Reutilización del agua de lluvia La captacion pluvial no es algo nuevo y tampoco implica gran tecnología a un nivel domestico. Es un sistema ancestral que ha sido practicado en diferentes epocas y culturas, ya que es un medio facil para obtener agua para el consumo humano y para el uso agrícola. El agua de lluvia puede ser interceptada, colectada y almacenada en depositos especiales para su uso posterior. Esto ayudaría durante el tiempo de secas para sobrellevarlas y tambien durante epocas de lluvias fuertes que desencadenan inundaciones. Las lluvias, de caracter irregular e impredecible en ocasiones, se aprovecharon y canalizaron mediante sistemas naturales (manantiales, arroyos, ríos) o mediante sistemas artificiales que captaban y retenían el agua de lluvia para desviarla a los campos de cultivo.

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DEFINICIÓN Y OBJETIVOS DEL RIEGO. En terminos generales, este consiste en la aplicacion artificial del agua al terreno para que las plantas (cultivos) puedan satisfacer la demanda de humedad necesaria para su desarrollo. Los objetivos del riego son:     

Proporcionar la humedad necesaria para que los cultivos se desarrollen. Proporcionar nutrientes en disolución. Asegurar las cosechas contra sequías de corta duración. Refrigerar el suelo y la atmósfera para mejorar el medio ambiente de la planta. Disolver las sales contenidas en el suelo.

Riego superficial o gravedad Este tipo de riego se da a través de estructuras establecidas en la parcela como son surcos, melgas, camas meloneras (melón, sandía, papaya, calabaza), cuadros, surcos alternos. Estos sistemas conducen el agua por canales abiertos, esto es, sin presión. El agua se aplica directamente a la superficie del suelo, ya sea por inundación total controlada por bordos o a través de surcos donde la inundación es parcial. En general se usa el riego por inundación en el caso de cultivos que cubren el terreno de un modo continuo, y el riego por surcos cuando se trata de cultivos sembrados en líneas o de escarda. El diseño de un riego de superficie dependerá de la topografía, la infiltración, el gasto y la erodabilidad, principalmente. La infiltración y la erodabilidad están en función de la textura.

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CANALES DE DERIVACIÓN El canal de derivacion forma parte de una central hidroelectrica y son el conducto que canaliza el agua desde el embalse. Puede ser abierto (canal), como los que se construyen siguiendo la ladera de una montana, o cerrado (tubo), por medio de tuneles excavados. Las conducciones deben ser lo mas rectas y lisas posibles para reducir al mínimo las perdidas por friccion, necesitando ademas un sistema para regular el caudal (compuertas o valvulas). Por lo general se necesita realizar la entrada a las turbinas mediante turbinas forzadas, siendo por ello preciso que exista una camara de presion donde termina el canal y comienza la tubería.

GEOTECNIA La geotecnia resulta indispensable para el diseno de las presas desde la concepcion de la obra hasta la construccion y operacion de la misma. Al inicio es necesario llevar a cabo un programa de exploracion y muestreo preliminar en campo, que permita conocer las características de los suelos y rocas en el sitio de la boquilla y del vaso, ya que estos definen las propiedades y características de los taludes, terraplenes, obras del desvío, inyecciones y tratamiento de la cimentacion de la cortina, etcetera. Posteriormente se hace una exploracion complementaria de campo con base en sondeos, galerías, trincheras y pruebas mecanicas in situ, principalmente de permeabilidad y resistencia al corte, en los sitios específicos donde se estima se construiran los elementos principales de la presa. Para la seleccion del tipo de presa y la seccion de cortina se dependera de los siguientes aspectos geotecnicos:   

Tipo, cantidad, calidad y localizacion de los materiales utilizables en la construccion. Características de la cimentacion en el sitio de la boquilla. Analisis de estabilidad de las laderas del vaso y los terraplenes en la presa de tierra y enrocamiento.

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NIVEL FREÁTICO El nivel estatico del agua que penetra en la zona de saturacion se llama capa o nivel freatico. El nivel freatico con frecuencia se describe como una reproduccion o replica amortiguada, de la topografía de la superficie del terreno. El nivel freatico es la superficie de un cuerpo o masa de agua que esta por si misma constante mente ajustandose para alcanzar una condicion de equilibrio. Así mismo se dice que el nivel freatico es el lugar geometrico de los puntos donde la presion hidrostatica es igual a la presion atmosferica. La importancia del estudio del nivel freatico recae en el estudio del agua subterranea y superficial es importante para la realizacion de obras de ingeniería, que permitan disenar los mecanismos para ejercer control de amenazas por inundacion o por contaminacion y el aprovechamiento de las aguas subterraneas como fuentes alternas de suministro de agua. La existencia de un nivel freatico alto constituye un factor de gran importancia en el proyecto y ejecucion de cimentaciones, si bien sus efectos estan asociados a la naturaleza del terreno y en particular la permeabilidad. La accion mas directa se traduce en empujes hidrostaticos sobre los muros de sotano y subpresiones sobre las obras de cimentacion.

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BIBLIOGRAFÍA 1984 “La Política de la Construcción de Presas” en The Social and Environmental Effects of Large Dams. Worthly Vale Manor Farm, Camelford, Cornwall. Apuntes de la materia de Riego y drenaje, universidad autónoma de san luis potosí, facultad de ingeniería, pdf. CONAGUA. 2010. Información temática en formato digital en bases de datos y Sistemas de Información Geográfica sobre cuencas con estudios de disponibilidad, Distritos de riego, Vedas, Grandes presas y Acuíferos. CONAGUA, 2009. Atlas del Agua en México 2009. Edición 2009. http://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/represas-ingenieria-ytecnologia-hidraulica

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