Hidráulica I es una de las primeras materias básicas de la especialidad, y por ello su objetivo general es dar la base conceptual necesaria para la carrera de Ingeniería Hidráulica, tratando en detalle las teorías básicas y desarrollando expresiones de cálculo, pero analizando al mismo tiempo aspectos prácticos aplicados a la resolución de problemas de ingeniería, iniciando al estudiante en la comprensión de los procesos hidráulicos y en la experimentación hidráulica.
Se busca iniciar al estudiante en la experimentación hidráulica, en la interpretación de datos, en el análisis del campo de validez de teorías y expresiones de cálculo y en brindar una primera visión de la relación entre agua, desarrollo, ambiente e ingeniería.
Los objetivos tecnológicos específicos de Hidráulica 1, como parte del Área de Hidráulica Básica, se orientan a capacitar al alumno para que adquiera las capacidades fundamentales para:
• Asegurar el correcto aprendizaje de todos los conocimientos básicos de las propiedades físicas y las diversas leyes que rigen la dinámica de los fluidos incompresibles y compresibles subsónicos.
• Comprender en forma detallada la estática de los fluidos y los esfuerzos sobre las estructuras.
• Alcanzar un conocimiento en profundidad de la mecánica de fluidos viscosos y no viscosos, con especial énfasis en los líquidos.
• Comprender adecuadamente la base teórica que rige la dinámica de los fluidos, tanto incompresibles como compresibles.
• Lograr la comprensión global y detallada de los fenómenos de la "hidráulica clásica de los valores medios" y "la hidráulica moderna de los valores instantáneos".
• Aplicar los conceptos y conocimientos desarrollados en teoría en la resolución de problemas prácticos y aplicaciones de laboratorio.
• Desarrollar habilidades para resolver problemas básicos de ingeniería hidráulica.

1. Propiedades físicas de los fluidos; 2. Introducción al concepto de cavitación; 3. Estática de los fluidos;
4. Empujes hidrostáticos; 5. Cinemática. Ecuación de continuidad; 6. Movimientos potenciales. Redes de corriente; 7. Dinámica de líquidos perfectos; 8. Aplicaciones del teorema de Bernoulli y del principio de conservación de cantidad de movimiento; 9. Dinámica de fluidos compresibles; 10. Dinámica de fluidos reales: ecuaciones de Navier-Stokes; 11. Escurrimientos laminares y en medios permeables; 12.
Teoría de la capa límite; 13. Resistencia dinámica (arrastre y sustentación); 14. Mecánica de la turbulencia; 15. Escurrimientos turbulentos en conductos; 16. Análisis dimensional y semejanza hidrodinámica.

Año: 2024, semestre: 1

Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad

AÑO DE APROBACIÓN : 2017 1.- PROPIEDADES FISICAS DE LOS FLUIDOS: Fluido real y fluido ideal. Medio continuo. Masa,
volumen y peso específicos. Compresibilidad de líquidos y gases. Viscosidad dinámica. Fluidos no newtonianos. Coeficientes de difusión en medio fluido. Significado físico de la viscosidad cinemática.
Celeridad del sonido. Energía superficial. Angulo de contacto. Ascensión capilar. Absorción de gases por los líquidos. Tensión de vapor.
2.- INTRODUCCION AL CONCEPTO DE CAVITACION: Definición de la cavitación. Cavitación y ebullición. Tipos de cavitación. Umbral de cavitación. Desarrollo de la cavitación: por burbujas aisladas,
por cavidades semipermanentes y por pulsos de presión. Colapso de cavidades. Cavitación en flujos de alta velocidad. Número de cavitación. Erosión por cavitación 3.- ESTATICA DE LOS FLUIDOS: Presión en un punto de un medio continuo. Principio de Pascal.
Ecuación fundamental de la hidrostática. Aplicación al campo gravitacional terrestre. Caso particular de la hidrostática. Presión absoluta y presión relativa. Unidades de presión. Equilibrio relativo: aceleración lineal constante y vaso rotatorio. Estática de los fluidos compresibles: ecuación fundamental, caso de fluidos poco compresibles. Piezómetros: simple, compuesto, diferencial, inclinado.
4.- EMPUJES HIDROSTÁTICOS: Empuje sobre paredes planas. Cálculo de compuertas planas.
Empuje sobre superficies curvas. Cuerpos sumergidos y flotantes. Principio de Arquímedes. Estabilidad de cuerpos flotantes.
5.- CINEMATICA - ECUACIÓN DE CONTINUIDAD: Formas de escurrimiento. Clasificación de movimientos. Descripción de los movimientos: métodos de Lagrange y Euler. Líneas que describen el flujo. Visualización. Velocidad. Movimientos característicos. Aceleración. Aceleración local y convectiva. Aceleración en la terna intrínseca. Gasto y velocidad media. Ecuación de continuidad para la totalidad del flujo y para un tubo de corriente.
6.- MOVIMIENTOS POTENCIALES - REDES DE CORRIENTE: Función potencial. Movimiento potencial plano. Función de corriente. Ortogonalidad de funciones. Redes de corriente. Métodos de trazado. Resolución analítica para movimientos potenciales simples: fuente, su midero, torbellino potencial. Resolución numérica de redes de corriente. Analogía electro -hidrodinámica. Analogía de Hele-Shaw.
7.- DINAMICA DE LOS LIQUIDOS PERFECTOS: Acciones. Ecuación de Euler en coordenadas cartesianas y en la terna intrínseca. Análisis de casos particulares. Teorema de Bernoulli para la totalidad del flujo. Teorema de Bernoulli para una línea de corriente. Extensión al tubo de corriente.
Interpretación energética del teorema de Bernoulli. Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento. expresión general para flujo impermanente. Caso particular de movimiento permanente y fluido incompresible.
8.- APLICACIONES DE BERNOULLI Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: Aplicaciones prácticas del teorema de Bernoulli: distribución de presiones en flujo irrotacional, teorema de Torricelli, medición de presiones en conductos, tubo de Pitot, medidor Venturi. Aplicaciones de la ecuación de cantidad de movimiento: reacción de chorros, codos y codos reductores en tuberías, acción dinámica sobre placas planas y curvas.
9.- DINÁMICA DE FLUJOS COMPRESIBLES: Influencia de la compresibilidad. Leyes generales del movimiento de fluidos compresibles. Aspectos termodinámicos. Número de Mach. Ecuación fundamental de la conservación energética. Ecuación de Saint-Vennant. Aplicaciones prácticas.
10.- DINAMICA DE LOS FLUIDOS REALES: Fluidos reales y fluidos perfectos. Consecuencias de la viscosidad. Regímenes de escurrimiento. Número de Reynolds. Tensiones de origen viscoso. Ecuaciones de Navier-Stokes. Caso particular de Navier- Stokes para fluidos incompresibles.
11.- ESCURRIMIENTO LAMINAR Y EN MEDIOS PERMEABLES: Consideraciones generales.
Aplicación de las ecuaciones de Navier-Stokes Al escurrimiento bidimensional de Poiseuille, al flujo plano de Couette y al flujo de Couette generalizado. Escurrimientos deslizantes: flujo de Darcy, flujo de Stokes alrededor de una esfera y escurrimiento de Hele-Shaw. Medio poroso. Porosidad. Homogeneidad e isotropía. Ley de Darcy. Límites de validez de la ley de Darcy. Permeabilidad. Analogía capilar.
Aplicaciones sencillas de la ley de Darcy.
12.- TEORIA DE LA CAPA LIMITE: Concepto de capa límite. Espesores de capa límite. Ecuación de cantidad de movimiento en una capa límite bidimensional. Capa límite de una capa plana. Capa límite
laminar y capa turbulenta. Coeficientes de resistencia. Subcapa laminar. Capa límite alrededor de un obstáculo. Separación. Capa límite en conductos circulares.
13.- RESISTENCIA DINAMICA (ARRASTRE): Conceptos fundamentales. Arrastre y sustentación.
Coeficiente de arrastre. Resistencia y número de Reynolds. Resistencia de una esfera. Resistencia de un cilindro circular de altura infinita. Resistencia de cuerpos con aristas vivas. Generalización de resultados de arrastre.
14.- MECÁNICA DE LA TURBULENCIA: Valores medios temporales y fluctuaciones. Intensidad de turbulencia. Características de la turbulencia. Correlación. Escalas de la turbulencia. Espectro de frecuencia. Disipación de energía en flujos turbulentos. Ley de Ko lmogorov. Tensiones turbulentas aparentes. Hipótesis de Boussinesq. Longitud de mezcla de Prandtl. Hipótesis de Von Kármán. Perfil de velocidades en régimen turbulento.
15.- ESCURRIMIENTO TURBULENTO EN CONDUCTOS: Flujo en tuberías lisas. Rugosidad equivalente. Ecuaciones de Kármán-Prandtl. Pérdidas de energía lineales. Pérdidas locales de energía.
Diseño de conductos a presión.
16.- ANÁLISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA HIDRODINÁMICA: Teorema de Buckingham.
Aplicación a casos simples de física clásica. Aplicación del análisis dimensional a casos de mecánica de los fluidos. Limitaciones del método. Ejemplos de errores posibles de aplicación. Semejanza geométrica.
Semejanza dinámica. Caso de predominio de diversas fuerzas activas: ley de Froude, ley de Reynolds,
ley de Weber, ley de Cauchy. Similitud hidráulica. Introducción a la teoría de los modelos físicos.

Los trabajos prácticos se organizan en:
- Trabajos prácticos de gabinete: permiten aplicar los conceptos teóricos en la resolución de problemas relacionadas con los escurrimientos a presión y a superficie libre, y en la ejecución de cálculos de verificación o diseño de estructuras hidráulicas y proyectos elementales.
Desde las clases prácticas se fijan los conceptos teóricos y se introduce a los alumnos en la resolución de problemas hidráulicos aplicados a casos típicos de la especialidad. El alumno cuenta con el asesoramiento permanente del equipo docente a cargo de la asignatura y con la infraestructura del Departamento de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería de la UNLP.
Para el desarrollo de las clases prácticas se cuenta con guías de que presentan una gran variedad de problemas prácticos, con guías de ejercicios resueltos con la descripción detallada y metódica de la resolución de ejercicios tipo o característicos, y con guías para la ejecución de laboratorios.
- Trabajos de laboratorio: (desarrollados en las instalaciones y con el instrumental existente en la Facultad) permiten que el alumno visualice el comportamiento de los fluidos y los distintos tipos de escurrimientos estudiados. Se requiere a los alumnos la presentación de un informe escrito sobre cada tema específico estudiado en laboratorio.

Para el desarrollo de los conceptos de la asignatura se plantea el dictado de clases teóricas y prácticas, armonizando la enseñanza de manera tal que a medida que se avance en los conceptos teóricos, se profundice en aspectos prácticos con aplicaciones a casos concretos de ingeniería hidráulica.
El dictado de las clases teóricas, que se desarrollan en forma magistral, se lleva a cabo por capítulos o módulos temáticos que pueden abarcar más de una clase. Las clases deben contemplar el desarrollo de los conceptos básicos, acompañados de ejemplos de casos prácticos característicos para la mejor comprensión de los temas tratados.
Los apuntes temáticos, las diapositivas de las presentaciones, y otros materiales didácticos se ponen a disposición de los alumnos con anterioridad al desarrollo de las clases para el adecuado seguimiento de la teoría, pudiendo los alumnos centrar su interés en comprender los conceptos.
Mediante la comunicación por correo electrónico o mediante otros recursos didácticos online como Google Classroom, se promueve la evacuación de consultas fuera del horario habitual de clase, de forma de hacer más eficiente el tiempo en contacto con el grup o de alumnos.
Se han implementado formularios electrónicos de respuesta opcional luego del desarrollo de cada capítulo, pero anteriores a las evaluaciones formales para la promoción, con preguntas simples y conceptuales de los temas tratados. Su objeto es la autoevaluación preparatoria de los alumnos, y la evaluación a nivel grupal de los conceptos aprendidos. Esta mecánica de trabajo permite identificar si alguno de los temas presentados en clases previas requiere explicaciones adicionales para la comprensión de los conceptos básicos a nivel de grupo.
Los conceptos teóricos son aplicados en la práctica con la guía permanente del equipo docente de la materia, pero con participación activa del alumno. En las actividades prácticas el alumno deberá resolver problemas confeccionados por los docentes en base a la teoría, la bibliografía de la materia y los apuntes de la cátedra, y organizados en guías de trabajos prácticos.
Entre las actividades prácticas también se prevé el desarrollo de clases de laboratorio que complementen la enseñanza y muestren la importancia de la experimentación en el desarrollo de la hidráulica. Los laboratorios disponibles en el Departamento de Hidráulica han sido especialmente diseñados para el desarrollo de técnicas experimentales y la comprensión de conceptos básicos de la materia. En estas clases los alumnos no son meros observadores, sino que deben preparar el laboratorio, realizar una presentación oral a sus compañeros, realizar las tareas experimentales, y presentar un informe con la base teórica, la descripción del instrumental y de las tareas realizadas, los resultados obtenidos y las conclusiones de la experiencia.
Como parte del proceso de aprendizaje se considera de gran valor la realización de visitas técnicas.
Se buscará que tanto las clases teóricas, las prácticas y las actividades teórico -prácticas sean interactivas y participativas, transmitiendo experiencias personales y profesionales a los alumnos, acompañando a éstos en su proceso de aprendizaje y fomentando su vocación hacia la Ingeniería Hidráulica.
Se ha implementado un sistema online mediante la plataforma de uso libre Google Classroom para la coordinación de las actividades presenciales y virtuales, la publicación del material didáctico de la cátedra (apuntes, presentaciones, videos, guías, etc.), las notificaciones a docentes y alumnos, y el seguimiento de actividades teóricas y prácticas.
Se considera relevante la presencialidad para el necesario vínculo y contacto entre alumnos y docentes, pero a su vez se incorporan nuevas herramientas y metodologías de enseñanza para complementar y potenciar los métodos tradicionales.

Visita al Instituto Nacional del Agua

La materia se subdivide en dos módulos y se toma un total de dos (2) exámenes parciales de teoría y de práctica, uno por cada módulo. Para aprobar cada examen parcial por el sistema de promoción, el alumno debe obtener una nota igual o mayor que seis (6) tanto en la parte teórica como en la práctica.
Cada examen parcial tiene un recuperatorio, y tal como lo establece la Ordenanza 028/02 se dispone un examen parcial flotante adicional.
Estas evaluaciones, salvo casos excepcionales (como pudo ser la pandemia) son rendidos en forma escrita, donde el alumno debe desarrollar los temas comprendidos en los correspondientes módulos.
Para poder rendir las pruebas prácticas el alumno debe tener aprobada la carpeta de trabajos prácticos, con todos los problemas obligatorios resueltos, y los laboratorios completos.
Al final del curso por promoción, aquellos alumnos que cumplan las condiciones de aprobación deben presentarse a un Coloquio con los docentes de la Cátedra, con el que se evalúa el nivel de conocimiento e integración de la materia obtenido, y en forma complementaria, el rendimiento de la Cátedra. Para esta evaluación conceptual, que no modifica la condición de aprobado del alumno, se recomienda a los estudiantes que efectúen un repaso global previo de toda la materia.
Para la nota final de la promoción se tiene en consideración la nota de los exámenes de teoría, la nota conceptual general de práctica y el desempeño en el Coloquio. Se estima un tiempo de veinte minutos por alumno para esta evaluación que se realiza en forma oral.
Los alumnos que solamente hayan aprobado la parte práctica de cada módulo con un mínimo de 4 (cuatro) puntos estarán habilitados, como lo exige la normativa de la Facultad de Ingeniería,
para rendir un Examen Final en las fechas que la Facultad disponga en su Calendario Académico.

Año: 2024, semestre: 1

Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad

"Guía de trabajos prácticos de Hidráulica I".
“Guías de ejercicios resueltas de Hidráulica I”.

Apuntes de la Cátedra:
LOPARDO R.A. “Cinemática de los Fluidos”. Apunte de la Cátedra 2008.
LOPARDO R.A.; SPALLETTI, P. “Dinámica de los Líquidos Perfectos”. Apunte de la Cátedra 2020.
LOPARDO R.A. “Escurrimientos en Medios Permeables”. Apunte de la Cátedra 1998.
LOPARDO R.A. “Escurrimiento turbulento en Tuberías”. Apunte de la Cátedra 1985.
LOPARDO R.A. “Estática de los Fluidos”. Apunte de la Cátedra 2020.
LOPARDO R.A. “Introducción al Concepto de Cavitación”. Apunte de la Cátedra 2020.
LOPARDO R.A. “Introducción al Análisis Dimensional”. Apunte de la Cátedra 2020.
LOPARDO R.A. “Pérdida de Energía Locales en Tuberías”. Apunte de la Cátedra 2008.
LOPARDO R.A. “Propiedades Físicas de los fluidos”. Apunte de la Cátedra 2020.
LOPARDO R.A. “Resistencia Dinámica - Arrastre”. Apunte de la Cátedra 1985.
LOPARDO R.A. “Teoría de la Capa Límite”. Apunte de la Cátedra 1985.
LOPARDO R.A. “Teoría de la Semejanza Hidráulica”. Apunte de la Cátedra 2020.
LOPARDO R.A.; IRIGOYEN, M. “Turbulencia”. Apunte de la Cátedra 2017.
SPALLETTI, P.; LOPARDO R.A. “Dinámica de los Fluidos Compresibles”. Apunte de la Cátedra 2020.
SPALLETTI, P.; LOPARDO R.A. “Dinámica de los Fluidos Reales”. Apunte de la Cátedra 2020.
SPALLETTI, P.; LOPARDO R.A. “Escurrimiento Laminar”. Apunte de la Cátedra 2020.

Nota: las guías y los apuntes de la Cátedra se encuentran disponibles en plataformas online.

Además de los apuntes específicos desarrollados en la cátedra, se indican referencias bibliográficas recomendadas para la consolidación y ampliación de los conceptos.

Libros de referencia:
BRUN, E.A., MARTINOT-LAGARDE, A. y MATHIEU, J.: Mecánica de los fluidos, Editorial Labor, Barcelona, 1980 ROUSE, H.: Mecánica elemental de fluidos, Dossat, Madrid, 1951 SCHLICHTING, H. “Boundary-Layer Theory”, McGraw-Hill, 1979 SOTELO ÁVILA, G. "Hidráulica general" Ed. Limusa 1982 STREETER-WYLIE "Mecánica de los fluidos" Ed. Mc. Grow Hill Mexico 1979

En grado ALTO:
EGT6: Identificación, formulación y resolución de problemas de ingeniería hidráulica.

En grado MEDIO:
EE1 : Diseño, cálculo y proyecto de obras: para la explotación de recursos hídricos superficiales y subterráneos; de regulación, almacenamiento, captación, potabilización, conducción y distribución de agua; de conducción, tratamiento y evacuación de efluentes a cursos y cuerpos de agua; de riego y drenaje y de manejo de recursos hídricos en áreas urbanas y rurales; de control, corrección, regulación fluvial y erosión hídrica en cursos de agua; destinadas al aprovechamiento de la energía hidráulica y sus obras civiles complementarias; instalaciones hidromecánicas y sus obras civiles complementarias;
portuarias y las relacionadas con la navegación fluvial y marítima; de arte relacionadas con los aspectos hidráulicos de las vías de comunicación y aeropuertos; destinadas al almacenamiento, conducción y distribución de fluidos.
EGT7: Concepción, diseño y desarrollo de proyectos de ingeniería hidráulica.
EGT9: Gestión, planificación, ejecución y control de proyectos de ingeniería hidráulica.
ESPA11: Desempeño en equipos de trabajo ESPA15: Aprendizaje continuo y autónomo

En grado BAJO EGT10. Generación de desarrollos tecnológicos y/o innovaciones tecnológico ESPA12. Comunicación efectiva ESPA13. Actuación profesional ética y responsable

En la cátedra han sido desarrollados apuntes de teoría de la totalidad de los temas a dictar en la materia, cuya lectura es obligatoria. Gran parte del material teórico, práctico y de laboratorio se ha readecuado y actualizado.
Para cada tema impartido se presentan, además de los apuntes específicos desarrollados en la cátedra, las referencias bibliográficas recomendadas para la consolidación y ampliación de los conceptos.
Para la exposición de algunos temas se emplean elementos visuales multimedia (como MS Powerpoint o similar), software de cálculo y herramientas del entorno de Office que la Universidad pone a disposición de alumnos y docentes.
Durante el dictado de las clases presenciales las presentaciones con diapositivas se complementan con el uso del pizarrón, con el que es posible explicar cuestiones que surgen durante la clase, evacuar dudas de los alumnos, volver a temas o figuras antes expuestas y ordenar la visualización durante el desarrollo de la clase.
Se ha incorporado el empleo de videos y formularios digitales, y el uso de plataformas para videoconferencias y organización de clases. Entre las herramientas empleadas merecen destacarse videos en Youtube, clases en Classroom, videoconferencias en Webex y Google Meet, y formularios en Google Forms.
Se emplean formularios de autoevaluación para la corrección y explicación de los temas en clase. El análisis estadístico de los resultados es de utilidad para el diagnóstico del proceso de aprendizaje grupal.
Para el desarrollo de las clases prácticas se cuenta con guías de actividades prácticas que presentan una gran variedad de problemas prácticos. Los alumnos también disponen de guías de ejercicios resueltos con la descripción detallada y metódica de la resolución de ejercicios tipo o característicos, y con guías para la ejecución de laboratorios.
La Cátedra ha confeccionado videos con el desarrollo completo de las experiencias de Laboratorio.