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Guía Docente 2015/2016
MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA
EN HIDRÁULICA Models of Computer Application in Hydraulics
Master en INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS Modalidad de enseñanza Presencial
MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN HIDRÁULICA
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ÍNDICE
MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN HIDRÁULICA ......................................................... 3
Breve descripción de la asignatura ............................................................................................ 4
Brief Description ...................................................................................................................... 4
Requisitos Previos ................................................................................................................... 5
Objetivos ................................................................................................................................ 5
Competencias y resultados de aprendizaje ................................................................................ 6
Metodología ........................................................................................................................... 8
Metodologías docentes ............................................................................................................ 9
Temario ................................................................................................................................ 10
Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios ................................................................. 10
Sistema de evaluación ........................................................................................................... 11
Bibliografía y fuentes de referencia ......................................................................................... 12
Web relacionadas .................................................................................................................. 12
Recomendaciones para el estudio y la Docencia ...................................................................... 13
Material didáctico necesario .................................................................................................. 13
Tutorías ................................................................................................................................ 14
MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN HIDRÁULICA
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MODELOS DE APLICACIÓN INFORMÁTICA EN HIDRÁULICA
MÓDULO: (I) AMPLIACIÓN DE FORMACIÓN CIENTÍFICA
MATERIA: MODELOS APLICADOS EN LA INGENIERÍA
CARÁCTER: Obligatoria.
Nº DE CRÉDITOS: 4,5 ECTS
UNIDAD TEMPORAL: SEGUNDO Curso PRIMER Cuatrimestre.
PROFESOR/A ASIGNATURA: D. Javier Senent Aparicio [email protected]
D. Julio Pérez Sánchez jperez058ucam.edu
D. Francisco Javier Alcalá García [email protected]
HORARIO ATENCIÓN ALUMNOS/AS: Martes 17,30 - 19,00 horas.
COORDINADORES Materia D. Alejandro M. Hernández Díaz
Curso D. José Rodríguez Segado
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Breve descripción de la asignatura
El control del agua es una compleja tarea, y su ámbito e importancia sigue aumentando. La población que
continua creciendo, junto con sus siempre crecientes necesidades de agua, contrasta con los limitados
recursos hídricos. Por ello, es necesario modelar cauces, avenidas y suministros de agua, de forma que nos
permita simular escenarios complejos para la toma de decisiones.
Las crecientes demandas en el suministro fijo de agua, nos ha llevado a una evolución ininterrumpida de los
procedimientos envueltos en el manejo de los recursos hídricos, así como en la ciencia que los sustenta.
Incluso los objetivos están evolucionando ante la necesidad de protección del medio ambiente, tanto ahora
como en el futuro, lo que nos conduce a una ampliación en el ámbito de los proyectos concernientes, así
como del control, mantenimiento y ampliación de las infraestructuras hídricas existentes con la necesidad de
modelar.
Los impactos de estos cambios serán inevitablemente reflejados en la forma en que los Ingenieros de
caminos, canales y puertos se preparan, siendo imprescindible que éstos conozcan y utilicen, herramientas
informáticas que le permitan modelar, planificar, diseñar y analizar redes hidráulicas de forma eficaz y
eficiente, por lo que en esta asignatura se aprenderá el uso de éstas herramientas informáticas, que sirven a
los Ingenieros para modelar redes y conocer su comportamiento bajo ciertas condiciones de estudio.
Brief Description
Water control is a complex task, and its scope and importance continues to grow. The population continues
to grow, along with their ever growing water needs, in contrast to the limited water resources. It is therefore
necessary to model channels, avenues and water supplies, so that allows us to simulate complex scenarios for
decision-making.
The increasing demands on the fixed supply of water, has led to a continuous evolution of the procedures
involved in the management of water resources as well as the science that supports them. Even the goals are
evolving from the need to protect the environment, both now and in the future, which leads to an expansion
in the scope of the projects concerned, and control, maintenance and expansion of existing water
infrastructure the need to model.
The impacts of these changes will inevitably be reflected in the way the engineers of roads, canals and ports
are prepared, they must be aware of and use, software tools that allow modeling, planning, designing and
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analyzing hydraulic networks efficiently and efficient, so in this course will learn to use these tools, serving
engineers to model networks and study their behavior under certain conditions of study.
Requisitos Previos
Conocimientos informáticos.
Conocimientos de hidráulica e hidrología, teoría y aplicación.
Conocimientos de de Sistemas de información geográfica.
Objetivos
En todas las obras hidráulicas cada vez más existe una tendencia y necesidad a la modelación de sistemas y
redes, tanto en la fase de diseño como en la de explotación y mantenimiento, para lo que es necesario que
nos apoyemos en concentos básicos dentro de la teoría de niveles y conozcamos herramientas informáticas
que nos permitan simular estas redes bajo determinadas condiciones, objetivo principal de la asignatura.
El alumno aprenderá a planificar, diseñar e interpretar los resultados obtenidos en simulaciones de redes
hidráulicas de forma que pueda:
Tomar decisiones referidas a operación, mantenimiento, ampliación sin gran riesgo y –por lo
tanto- mayor seguridad de éxito de redes hidráulicas y encauzamientos en lámina libre.
Mejorar la solidez de una red, aspecto referido a evitar instalaciones y desinstalaciones (por
ejemplo, determinar dónde instalar los depósitos, válvulas y bombas), inundaciones, y
desabastecimientos.
Analizar una red en simulación estática o extendida (patrones de demanda: agrícola, industrial,
comercial y residencial).
Analizar la de Calidad del Agua (Tiempo de permanencia en un depósito, concentración de cloro,
hipoclorito, calcio, magnesio y otras sustancias en la red, depósitos, ...).
Analizar los sistemas de Protección contra Incendios (Disponibilidad de agua para bomberos).
Realizar un estudio rápido y eficiente para asegurar el abastecimiento de la población
(presiones) en caso de ampliaciones.
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Competencias y resultados de aprendizaje
Competencias Generales del Título en el Marco Común Europeo de Referencia para las Lenguas
(MCER5) Comprender los puntos principales de textos claros y en lengua estándar si tratan sobre
cuestiones que le son conocidas; ya sea en situaciones de trabajo, de estudio o de ocio.
(MCER7) Producir textos sencillos y coherentes sobre temas que le son familiares o en los que tiene
un interés personal.
(MCER8) Describir experiencias, acontecimientos, deseos y aspiraciones, así como justificar
brevemente sus opiniones o explicar sus planes.
Competencias Generales del Título en el Marco Español de Calificaciones para Educación Superior
(MECES1) Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de
resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o
multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
(MECES2) Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la
complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada,
incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus
conocimientos o juicios.
(MECES3) Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones (y los conocimientos y razones
últimas que las sustentan) a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin
ambigüedades.
(MECES4) Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar
estudiando de un modo que habrá de ser, en gran medida, autodirigido o autónomo.
(MECES5) Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales
en el desarrollo y/o aplicación de ideas; a menudo, en un contexto de investigación.
Competencias transversales
Instrumentales
o (T1) Capacidad de análisis y síntesis.
o (T2) Capacidad de organización y planificación.
o (T3) Comunicación oral y escrita en la lengua nativa.
o (T4) Conocimiento de una lengua extranjera.
o (T5) Conocimiento de informática relativo al ámbito de estudio.
o (T6) Capacidad de gestión de la información.
o (T7) Resolución de problemas.
Personales
o (T14) Razonamiento crítico.
o (T15) Compromiso ético.
Sistémicas
o (T16) Aprendizaje autónomo.
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o (T17) Adaptación a nuevas situaciones.
o (T18) Creatividad e innovación.
o (T19) Liderazgo.
o (T23) Capacidad de reflexión.
Competencias generales de la Universidad (UCAM)
o (UCAM1) Considerar los principios del humanismo cristiano como valores esenciales en el
desarrollo de la práctica profesional.
o (UCAM2) Ser capaz de proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para
promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la justicia, la igualdad y el
pluralismo.
Competencias específicas
(FC1) Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de Ingeniería, desde el
planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un
programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos
analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad
para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la ingeniería civil.
(FC2) Comprensión y dominio de las leyes de la termodinámica de los medios continuos y capacidad
para su aplicación en ámbitos propios de la ingeniería como son la mecánica de fluidos, la mecánica
de materiales, la teoría de estructuras, etc.
Resultados del aprendizaje
Desarrollar problemas matemáticos avanzados de ingeniería
Saber formular modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo
Programar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo.
Aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo
Comprender y dominar las leyes de la termodinámica de los medios continuos
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Metodología
Metodología Horas Horas de trabajo
presencial
Horas de trabajo
no presencial
Clases en el aula 22,5
45 horas (40 %) Tutorías 9
Prácticas 9
Evaluación en el aula 4,5
Estudio personal 34
67,5 horas (60 %)
Lecturas y Búsqueda de Información 7
Resolución de Ejercicios y Trabajos Prácticos 10
Realización de Trabajos 10
Preparación de Presentaciones Orales y Debates 6,5
TOTAL 112,5 45 67,5
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Metodologías docentes
Actividades presenciales:
Clases teórico – prácticas:
Las clases teóricas serán sesiones que se utilizarán para explicar los contenidos del programa de la
materia y guiar al alumno a través del material teórico, utilizando los aspectos especialmente relevantes
y las relaciones entre los diferentes contenidos.
Las actividades prácticas, se podrán desarrollar tanto en el aula como en el Laboratorio de Ingeniería
Civil, en las Aulas de Informática o, eventualmente, en cualquier empresa con que la Universidad
Católica tiene desarrollados convenios a tal efecto
Tutorías académicas:
Se realizarán tutorías, individualizadas y en grupos reducidos, con el objetivo de aclarar dudas y
problemas planteados en el proceso de aprendizaje, dirigir trabajos, revisar y discutir los temas
presentados en clase, afianzar conocimientos y comprobar la evolución en el aprendizaje de los
alumnos.
Evaluación:
Se realizarán todas las actividades necesarias para evaluar a los alumnos en clase a partir de los
resultados de aprendizaje en que se concretan las competencias adquiridas por el alumno en la materia.
Actividades no presenciales:
Estudio personal:
Teórico y práctico, del alumno, con el fin de asimilar los materiales y temas presentados en las clases,
preparando posibles dudas a resolver en las tutorías, así como cualquier materia objeto de examen.
Lecturas recomendadas y búsqueda de información:
Lectura y síntesis de las lecturas recomendadas por los profesores y de aquellas que el alumno pueda
buscar por su cuenta. Este proceso resultará vital para una correcta preparación de los ejercicios, casos y
trabajos propuestos en clase, y para que el alumno acceda a fuentes de información relevante en el
mundo de la Ingeniería Civil.
Resolución de Ejercicios y Casos Prácticos:
Resolución de ejercicios y casos prácticos propuestos, tanto individualmente como en grupo.
Realización de Trabajos:
Realización de Trabajos prácticos y teóricos propuestos, tanto individualmente como en grupo.
Preparación de Presentaciones Orales y Debates:
Preparación de presentaciones orales y debates a realizar en el aula, tanto individualmente como en
grupo, sobre diferentes formas de cómo abordar un problema de Ingeniería Civil.
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Temario
Programa de la enseñanza teórica
TEMA 1: MODELIZACIÓN Y SIMULACIÓN INFORMÁTICA DE REDES A PRESIÓN: Introducción. Modelo Conceptual. Configuración de proyecto. Elementos de la red. Creación de una red. Curvas de modulación. Curvas de comportamiento. Controles. TEMA 2: MODELACIÓN HIDRODINÁMICA DE FLUJOS PERMANENTES Y VARIABLES:
Introducción. Modelo Conceptual. Entorno gráfico. Métodos de Cálculo. Elementos de la red de drenaje. Resultados.
TEMA 3: MODELACIÓN HIDRÁULICA DE CAUDALES AMBIENTALES: Introducción. Base Legal. Métodos para el cálculo del régimen de caudales ambientales. Métodos hidrológicos. Métodos de Simulación del Hábitat. Caudales ecológicos en España. TEMA 4: MODELACIÓN HIDROLÓGICA DISTRIBUIDA: Introducción. Tipos de modelos. Efectos de escala en modelos hidrológicos. Precisión de un modelo distribuido. Introducción al modelo TETIS. TEMA 5: MODELOS DE ELEMENTOS Y DIFERENCIAS FINITAS: Introducción. Tipos de modelos. Modelos aplicados en Hidráulica Subterránea. Simulación del flujo de agua subterránea.
Programa de la enseñanza práctica
PRÁCTICA 1: Modelación de componentes en redes por tubería.
PRÁCTICA 2: Planificación, Diseño y análisis de redes bajo presión.
PRÁCTICA 3: Modelación hidrológica e hidráulica de flujos permanentes mediante SWMM.
PRÁCTICA 4: Modelación hidrológica e hidráulica de flujos variables mediante SWMM.
Relación con otras asignaturas del Plan de Estudios
OBRAS HIDRÁULICAS
INGENIERÍA HIDRÁULICA
MÉTODOS NUMÉRICOS
FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA
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Sistema de evaluación
Convocatoria Ordinaria
El sistema de evaluación estará conformado por los siguientes hitos:
Primera Prueba Parcial (40%): Prueba escrita consistente en resolución de una parte teórica (test y
alguna pregunta de desarrollo de mediana extensión) y una parte práctica (problemas a resolver). Se
realizará aproximadamente a mitad del cuatrimestre.
o Se valorará:
Claridad de conceptos y capacidad de razonamiento demostrados.
Metodología seguida.
Resolución correcta de los ejercicios prácticos.
o Prueba compensatoria bajo la condición de superar la nota de corte, establecida en cuatro
(4) puntos sobre diez (10).
Segunda Prueba Parcial (40%): Con los mismos criterios que la primera prueba parcial, cubrirá la
segunda mitad de la asignatura y se realizará al final del cuatrimestre.
Trabajos y Prácticas (20%): Forman parte de este item las tareas asignadas a los alumnos para su
entrega en fecha.
o Se valorará:
Claridad de conceptos y capacidad de razonamiento demostrados.
Metodología seguida.
Resolución correcta de los ejercicios prácticos planteados.
o Condición de superar la nota de corte, establecida en cuatro sobre diez (4/10) puntos.
Para poder superar la asignatura será necesario obtener, al menos, una nota de cuatro (4) puntos en cada
uno de los ítems anteriores y un cinco (5) en la media ponderada de la totalidad de las calificaciones.
Se efectuará una prueba Final, posterior a los dos parciales, a aquellos alumnos que no hayan superado
alguno de los criterios comentados anteriormente, extendiéndose dicha evaluación a aquellos que,
voluntariamente, tengan aspiraciones a mejorar nota.
En el apartado de los “Trabajos y Prácticas”, la no superación se habrá de solventar con la superación de una
prueba práctica presencial.
Convocatoria de Septiembre:
Se evaluará, de forma análoga a la descrita para la Convocatoria Ordinaria, con una prueba en que el
alumno será evaluado de los ítems que no hubiera superado en el régimen de Convocatoria Ordinaria.
En todos los casos:
Para la superación de las pruebas de exigirá adecuada expresión y redacción, así como corrección
ortográfica.
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Bibliografía y fuentes de referencia
Bibliografía básica
Modelación Numérica, Régimen Permanente y Variable. Marti Sanchez Juny 2008
EPANET 2, MANUAL DE USUARIO. Traducción: Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos. UPV
Técnicas de modelación en hidráulica. Miguel Vergara ánchez, Alfaomega, 1995.
SWMM 5 VE, MANUAL DE USUARIO. Traducción: Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos.
UPV
Bibliografía complementaria
Operator and organizational maintenance manual for truck, fire fighting, powered pumper, foam and
water ... Engineered Devices Inc. model
Direct and Large-Eddy Simulation VIII, editado por Hans Kuerten,Bernard Geurts,Vincenzo
Armenio,Jochen Fröhlich
Análisis, Diseño, Operación y Gestión de Redes de Distribución de Agua con EPANET. Curso
Formación. Ed. Cabrera Marcet, Enrique.
Web relacionadas
http://www.instagua.upv.es/Epanet/
http://www.epacad.com
www.aguasdevalencia.com
http://www.epa.gov/water-research/storm-water-management-model-swmm
http://www.epa.gov/water-research/epanet
Campus Virtual de la asignatura
Se aconseja el uso de los textos disponibles en Ingebook a través de la página web de la biblioteca
virtual de UCAM.
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Recomendaciones para el estudio y la Docencia
Para un adecuado aprovechamiento de la asignatura se recomienda:
Participar en las clases de forma activa.
Estudiar la asignatura diariamente, realizando los ejercicios propuestos y llevando un horario de
estudio regular des de el inicio de curso.
Utilizar el Campus Virtual.
Orientar el estudio al razonamiento argumentado de los contenidos de la asignatura.
Consultar la Bibliografía.
Acudir a Tutorías individuales, sin esperar a la proximidad de los exámenes
Asimismo, tanto para un mejor aprovechamiento académico como para fomentar los valores de
respeto y excelencia acordes con el espíritu universitario y con el ideario de UCAM, para las clases se exigirá:
Asistencia (según Normativa interna de la Universidad).
Puntualidad.
Prescindir del uso de teléfonos móviles.
Vestir con el decoro acorde al entorno académico (no se admite acudir en ropa de deporte o de
playa…)
Las excepciones que sean pertinentes en cada caso, respecto a los puntos anteriores, serán reguladas por el
profesor de la asignatura y su Coordinador de Materia; siempre dentro del marco normativo establecido por
la Universidad.
Material didáctico necesario
El seguimiento de las clases a través del aula virtual requiere un PC con los siguientes requisitos mínimos:
Windows 95, 98, Me, NT 4.0, 2000, XP, Vista o superior.
Material Didáctico:
Manual académico del curso.
Acceso a software técnico complementario.
Software Técnico:
Hojas de cálculo desarrolladas por el personal docente.
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Tutorías
Las tutorías tienen el fin de consolidar los conocimientos, habilidades y destrezas impartidos en las clases de
la asignatura, a la vez que ayudarán en la resolución de cuestiones y dudas planteadas por los alumnos. Las
horas dedicadas a tutorías se dedicarán también a la realización, seguimiento y valoración de trabajos que
faciliten la comprensión de la metodología y sistemas de evaluación de la misma.
Sesiones de Tutoría en Grupo
Las sesiones de tutoría grupales se dedicarán a actividades que potencien el aprendizaje de los contenidos y
procedimientos propios de la asignatura.
Los objetivos formativos planteados para la tutoría son:
Ayudar al alumno a asimilar la metodología para la resolución de problemas.
Orientar la realización de las prácticas y trabajos.
Proporcionar perspectivas sobre la aplicación de los contenidos de la asignatura.
Resolver dudas sobre los contenidos y ejercicios de la asignatura.
Para cubrir estos objetivos se planificarán las siguientes actividades formativas:
Sesiones sobre la metodología para la resolución de problemas.
Seminarios complementarios relacionados con la asignatura.
Sesiones de refuerzo para aclaración de dudas y repaso de los conceptos importantes para la
inmediata preparación de exámenes.
Sesiones de Tutoría Individual
Las sesiones de tutoría individual se centrarán en:
Orientación del estudio personal.
Aclaración de las dudas, tanto conceptuales como metodológicas, a nivel personal.
Seguimiento de las prácticas y ejercicios evaluables.
Para ello, el cauce general será la entrevista personal presencial. Para dichas sesiones conviene reservar cita
con anterioridad, vía correo electrónico, con el fin de evitar solapamientos. El horario preferente será el de
oficial de atención a los alumnos pero pueden habilitarse otros horarios previa cita.
Otros aspectos de la Tutoría.
La Universidad dispone de un Cuerpo Especial de Tutores que realiza tutoría personal con los estudiantes
matriculados en la Titulación. El tutor/a personal acompaña a los estudiantes durante toda la etapa
universitaria. Se puede consultar el siguiente enlace:
http://www.ucam.edu/servicios/tutorias/preguntas-frecuentes/que-es-tutoria