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DIPLOMA

EN INGENIERÍA HIDRÁULICA Y AMBIENTAL

MAYO 2012 – ENERO 2013

(5ª VERSIÓN)

Director Programa: Dr. Claudio Meier Vargas

Equipo Docente: Ph.D. Claudio Meier Vargas Dr.-Ing. Oscar Link Lazo Ph.D. Alex Schwarz Kusch Dr. José Vargas Baecheler Ph.D. Diego Caamaño Avendaño Dr. Tomás Echaveguren Navarro

Colaborador Internacional: M. Sc. Martin Teal, PE, PH

1. Motivación del Programa El Diploma en Ingeniería Hidráulica y Ambiental (DIHA) es una excelente oportunidad para repasar, actualizar, o adquirir conocimientos en el amplio espectro de la Ingeniería de Recursos Hídricos e Ingeniería Ambiental. En este programa, que ya está en su quinto año de desarrollo, han participado un gran número de profesionales de diferentes áreas del conocimiento, tanto de servicios públicos como organizaciones privadas. 2. Requisitos de Participación El Diploma, impartido por el Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción, está enfocado a profesionales de las áreas de la Ingeniería Civil, Ingeniería en Construcción, Geología, Ingeniería Forestal, Agronomía, Ingeniería Agrícola, u otras, que deseen profundizar sus competencias laborales en las temáticas propias de la Ingeniería Hidráulica, la Hidrología Ingenieril, y la Ingeniería Ambiental. 3. Programa Flexible Anualmente se ofrece un mínimo de 10 módulos (la mayoría de 20 horas c/u), abarcando diferentes aspectos de interés profesional. Cada postulante puede seleccionar los módulos que sean de su interés e ingresar en cualquier momento al programa anual. Al completar 120 horas totales de docencia y los requisitos propios de cada módulo, sobre un período máximo de dos años, obtiene el Diploma en Ingeniería Hidráulica y Ambiental. Quienes estén interesados solamente en inscribir algún módulo particular, sin optar por el Diploma, también pueden hacerlo. Este año los módulos se impartirán en tres formatos: [1] Módulos de 20 horas: Clases intensivas durante dos días (jueves y viernes). [2] Módulo de 25 horas: Clases intensivas durante tres días (lunes a miércoles). [3] Módulo de 40 horas: Clases intensivas durante cinco días.

4. Metodología El desarrollo de cada módulo combina la exposición de temas con métodos interactivos de

trabajo, tales como: diálogos; ejercicios de simulación; estudios de casos, entre otros.

Estos métodos permiten desarrollar habilidades de análisis, síntesis y capacidades

resolutivas en los participantes. Los módulos de 20 horas se ofrecen siempre en el

formato de clases intensivas durante dos días (un jueves y viernes), mientras que los de 40

horas se ofrecen en 5 días. El último módulo, sobre "Análisis de transporte de sedimentos

usando HEC-RAS” tiene 25 horas y se dicta en 3 días.

5. Oferta de módulos 2012-2013

MÓDULO I GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL

Relator: Dr. Claudio Meier V.

Duración: 20 horas

Fecha: 12 y 13 de Julio 2012

El análisis hidráulico e hidrológico y el diseño de obras fluviales, viales, de

hidroelectricidad, etc., así como variados problemas ambientales causados por tales

obras, suelen involucrar procesos fluviales que ocurren en ríos y esteros. Muchos aspectos

en la práctica ingenieril, para un adecuado análisis, diseño y toma de decisiones, requieren

tener nociones de geomorfología de ríos.

Al término del curso, los alumnos comprenderán los procesos hidrogeomorfológicos y de

colonización vegetal que determinan la forma de un tramo de río aluvial, a distintas

escalas. Serán capaces de describir las formas fluviales más comunes, comprender su

formación, explicar su importancia desde el punto de vista del análisis y diseño ingenieril y

estimar los impactos geomorfológicos de distintos tipos de obras en ríos. Podrán evaluar

en forma cualitativa, y también con modelos cuantitativos simples, cómo distintas

actividades afectan la geomorfología de un tramo, al cambiar los regímenes de caudales o

de transporte de sedimento, y la vegetación ribereña.

MÓDULO II HIDROLOGÍA DE CRECIDAS


Duración: 20 horas

Fecha: 09 y 10 de Agosto 2012

Este módulo trata acerca de la generación de los distintos tipos de crecidas, discutiendo

las variables geofísicas que influyen, con su variabilidad espacial y temporal, y

presentando distintas maneras de modelarlas ingenierilmente. Se aclaran los

fundamentos y aplicabilidad de los conceptos de probabilidades habitualmente utilizados

por ingenieros para analizar crecidas en cuencas con datos fluviométricos. Se explican y

discuten críticamente los diferentes tipos de modelos utilizados para estimar crecidas en

cuencas sin datos. Se concluye con un caso de estudio. Si bien se nombran, explican y

ejemplifican los modelos más comúnmente utilizados en la práctica ingenieril, el énfasis

principal del curso no está en enseñar procedimientos, sino que en entregar los conceptos

fundamentales que subyacen a la ocurrencia y modelación de crecidas.

MÓDULO III MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA FLUVIAL

Relatores: Dr. José Vargas B. / Dr. Alex Schwarz K. / Dr. Oscar Link L.

Duración: 20 horas


La aplicación de normas de calidad ambiental y los estudios de impacto ambiental

requieren predecir la calidad del agua bajo el punto de vertido de diversos efluentes ya

sea de procesos productivos o de aguas servidas y aguas lluvia de ciudades. Las

herramientas que permiten predecir estos impactos son los genéricamente llamados

modelos de calidad de agua.

En este curso se repasan conceptos de hidrología e hidráulica de ríos, se identifican los

tipos de efluentes, mecanismos de transporte y se derivan las ecuaciones gobernantes del

transporte de contaminantes en ríos. Se revisan los fundamentos de biogeoquímica

ambiental, fundamentalmente los procesos químicos, físicos y biológicos de la

transformación de contaminantes. Se analizan las etapas en el desarrollo de modelos de

calidad del agua, desde la definición y resolución de ecuaciones, hasta la calibración,

verificación y uso. Se presentan algunos modelos fluviales y sus aplicaciones.

MÓDULO IV HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA APLICADA

Relator: Dr. Alex Schwarz K.

Duración: 20 horas

Fecha: 6 y 7 de Septiembre 2012

Este módulo presenta los fundamentos de los fenómenos relacionados con el

escurrimiento del agua y el transporte de contaminantes en el subsuelo, que permitirán a

los alumnos plantear y resolver problemas que se presentan en el manejo del recurso.

En un escenario de demanda creciente por agua, el recurso aguas subterráneas se ha

vuelto estratégico, principalmente en las zonas áridas y semiáridas del país. Por lo tanto,

las actividades de exploración, evaluación, y explotación del recurso son cada vez más

demandadas.

Adicionalmente, el país requiere de profesionales, tanto en el área pública como privada,

que manejen estos fundamentos para potenciar nuestro cuidado del medio ambiente. El

destino de los contaminantes en el agua subterránea depende de numerosos procesos

biogeoquímicos y de transporte, y el entendimiento de estos procesos habilitará a los

alumnos para evaluar adecuadamente actividades de prevención, mitigación y control de

la contaminación de las aguas subterráneas desde el punto de vista de su hidrología.

MÓDULO V CONTAMINACIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA


Duración: 20 horas

Fecha: 4 y 5 de Octubre 2012

Son miles los sitios contaminados en el País, principalmente por hidrocarburos del

petróleo que constituyen LNAPLs, otros contaminantes orgánicos como solventes clorados

que constituyen DNAPLS, y metales pesados, por lo que se requiere fortalecer las

capacidades técnicas para gestionar los sitios contaminados en el contexto de la Política

Nacional para la Gestión de Sitios con Presencia de Contaminantes.

Este módulo presenta los fundamentos de los fenómenos relacionados con el

entendimiento de la contaminación del agua subterránea, y su caracterización y control,

que permitirán a los alumnos plantear y resolver problemas que se presentan en el

manejo de la contaminación del recurso. El destino de los contaminantes en el agua

subterránea depende de numerosos procesos biogeoquímicos y de transporte, y el

entendimiento de estos procesos habilitará a los alumnos para caracterizar

adecuadamente la contaminación de las aguas subterráneas y luego definir y evaluar las

mejores alternativas de control de la contaminación.

MODULO VI INGENIERÍA FLUVIAL AMBIENTALMENTE AMIGABLE


Duración: 20 horas


En nuestro país no se toma aún en consideración la variable ambiental al planear, diseñar

y construir obras fluviales. Por ejemplo, para mejorar la capacidad de porteo, se tala la

vegetación ribereña o se rectifican los cauces con bulldozer; para evitar las inundaciones

se construyen diques longitudinales, desconectando la planicie de inundación del cauce

principal; se rellenan cajas de río para construir autopistas y para desarrollos

inmobiliarios, alterando las cotas de inundación así como el equilibrio morfológico, entre

otros.

Lo anterior se traduce en severos impactos en los ecosistemas fluviales, no sólo

netamente ecológicos, afectando a los organismos acuáticos, sino que también de

carácter ambiental más general, disminuyendo el valor estético y recreacional de los

cauces, así como la plusvalía de los terrenos aledaños. Además, este tipo de obra puede

causar problemas de calidad del agua, o bien tener efectos sobre otras obras de

infraestructura o sobre el comportamiento morfológico del cauce. Incluso, en muchos

casos puede aumentar la vulnerabilidad ante crecidas, en vez de disminuir.

Este curso es una introducción a los conceptos de la ingeniería fluvial ambientalmente

amigable. Se describirá en forma interdisciplinaria las principales características y

procesos del sistema fluvial, y sobre esta base se analizará los diversos impactos que

pueden causar las obras más típicas en ingeniería de ríos. Se estudiará en particular las

temáticas de canalización de cauces naturales y defensas fluviales, tanto en sectores

urbanos como rurales, presentando casos específicos de metodologías para minimizar su

impacto ambiental. Al término del curso, los alumnos comprenderán la estructura y

funcionamiento de un sistema fluvial, desde los puntos de vista hidrológico, hidráulico,

morfológico, y ecológico. Serán capaces de identificar los principales impactos causados

por obras de ingeniería fluvial, y conocerán algunas medidas simples para evitarlos o

mitigarlos.

MÓDULO VII GESTIÓN INTEGRADA DE AGUAS URBANAS (GIAU)

Relatores: Dr. Alex Schwarz K. / Dr. José Vargas B. / Dr. Claudio Meier V.

Duración: 20 horas

Fecha: 8 y 9 de Noviembre 2012

El diseño y la gestión del sistema de agua urbana, basado en un análisis completo del

sistema urbano de agua, conducirá a obtener soluciones más sustentables que el diseño y

la gestión separada de los elementos del sistema. En lugar de separar las diversas tareas

relacionadas con aguas lluvias, abastecimiento de agua y aguas residuales, el diseño y la

gestión de todos esos aspectos en conjunto conduce a obtener más oportunidades para

un uso más eficiente y sustentable de los recursos.

El módulo permitirá a los alumnos: a) obtener una sólida comprensión de lo que

constituye un enfoque integrado para la gestión del ciclo urbano del agua; b) la manera en

que se diferencia el enfoque integrado del enfoque convencional; c) la forma en la que la

gestión integrada de aguas urbanas (GIAU) puede ayudar a avanzar hacia una mayor

sustentabilidad en el ciclo urbano del agua y el desarrollo urbano en general; y, d) el modo

en que se puede adoptar la GIAU a través de un proceso de planificación estratégico a

largo plazo.

Se presentarán las principales opciones de GIAU adoptadas por centros urbanos pioneros

a nivel mundial. La implementación de la GIAU es necesaria para hacer frente a factores

como el crecimiento demográfico y el cambio climático, que ponen en duda la capacidad

del enfoque tradicional de manejo de aguas urbanas para satisfacer la creciente demanda

por agua y espacios urbanos de calidad.

MÓDULO VIII DRENAJE VIAL

Relatores: Dr. José Vargas B. / Dr. Tomás Echaveguren N.

Duración: 20 horas


En este curso se estudian y analizan los sistemas de drenaje vial, dándole especial énfasis

al cálculo hidrológico e hidráulico. Inicialmente se presenta el contexto de los sistemas de

drenaje y puentes, como activos viales y su relación con la gestión de infraestructura,

para posteriormente desarrollar el análisis y cálculo del drenaje transversal, drenaje

longitudinal y drenaje subterráneo de obras viales.

MÓDULO IX TÉCNICAS DE MEDICIÓN EN HIDRÁULICA FLUVIAL

Relatores: Dr. Claudio Meier V. / Dr. Oscar Link L. / Dr. Diego Caamaño A.

Duración: 20 horas

Fecha: 13 y 14 de Diciembre 2012

Taller aplicado, enfocado a técnicas modernas para medir las variables más comunes en

geomorfología, hidráulica e hidrodinámica fluvial: velocidades de escurrimiento con

correntómetro y ADV, caudales con ADCP, muestreo de sedimentos (Helley-Smith),

granulometría, batimetría con ecosonda, mediciones morfométricas, entre otras. El

primer día del curso corresponde a la fundamentación de los distintos métodos de

medición y muestreo. El segundo, es un día completo en terreno, aplicando las distintas

metodologías descritas en clases.

MÓDULO X CÓMO USAR HEC-RAS PARA MODELACIÓN FLUVIAL

Relatores: Dr. Claudio Meier V. / M. Sc. Martin Teal

Duración: 40 horas

Fecha: 21 al 25 de Enero 2013

Este curso introductorio de 40 horas (una semana) prepara al alumno para usar el

software en situaciones del “mundo real". Los participantes aprenden cómo desarrollar

estudios de ejes hidráulicos, hidráulica para puentes e hidráulica de planicies de

inundación, usando las herramientas de HEC-RAS para régimen permanente.

El curso está separado en dos partes: La primera es una introducción teórica y práctica al

cálculo de ejes hidraúlicos, con duración de dos días, a cargo del Ing. Claudio Meier; la

segunda corresponde a la aplicación del software HEC-RAS para trazar ejes hidráulicos.

Esta segunda parte del curso es dictado por el Ing. Martin Teal.

En efecto, el curso está diseñado para personas que, habiendo o no cursado hidráulica con

anterioridad, deseen tener una introducción acabada al tema de ejes hidráulicos,

comprendiendo a cabalidad el contexto general para luego aprender el uso de software.

MÓDULO XI ANÁLISIS DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS USANDO HEC-RAS

Relator: M. Sc. Martin Teal

Duración: 25 horas


El alumno que cursa este módulo comprenderá conceptos fundamentales de transporte

de sedimentos y su modelación unidimensional. Conocerá y sabrá aplicar los distintos

pasos involucrados en un estudio de sedimentos con HEC-RAS, incluyendo la selección,

calibración y verificación de los métodos. Estará preparado para efectuar análisis de

transporte de sedimentos, incluyendo la estimación de la producción de sedimento, el

manejo de los parámetros de entrada y condiciones de borde, la adecuada selección de

las ecuaciones de transporte, y el desarrollo de la calibración y análisis de sensibilidad.

Adquirirá nociones de diseño de cauces estables usando HEC-RAS.

6. Equipo Docente Sr. Claudio Meier Vargas Ph.D. en Ecología, University of Montana M.Sc. en Ingeniería Hidráulica, Colorado State University Ingeniero Civil, Universidad de Concepción Sr. Oscar Link Lazo Dr.-Ing. en Ingeniería Hidráulica, Technische Universität Darmstadt Ingeniero Civil, Universidad de Concepción Sr. Alex Schwarz Kusch Ph.D. en Ing. Civil y Ambiental, Northwestern University Magister en Ingeniería Hidráulica y Ambiental, PUC Ingeniero Civil, Pontificia Universidad Católica Sr. José Vargas Baecheler Doctor en Cs. Ambientales, Universidad de Concepción Ingeniero Civil, Universidad de Concepción Sr. Tomás Echaveguren Navarro Dr. en Ciencias de la Ingeniería, PUC Magister en Economía de Recursos Naturales y Medio Ambiente, UdeC Ingeniero Civil, Universidad de Concepción

Colaborador Nacional: Sr. Diego Caamaño Avendaño Ph.D. en Ingeniería Civil, University of Idaho Ingeniero Civil, Universidad de Concepción Profesor, Depto. Ingeniería Civil, Universidad Católica de la Santísima Concepción.

Colaborador Internacional: Mr. Martin Teal Professional Engineer, Professional Hydrologist M.Sc. Civil Engineering, University of Iowa B.Sc. Civil Engineering, University of California, Berkeley Vice-President, West Consultants Inc. San Diego

7. Lugar de Ejecución El Presente programa se desarrolla en recintos y laboratorios de la Universidad de Concepción, ubicada en Barrio Universitario s/n, Concepción. 8. IIT UdeC El IIT-UdeC, Instituto de Investigaciones Tecnológicas de la Facultad de Ingeniería, se encuentra Certificado según las Normas ISO 9001:2008 y Nch 2728:2003, y mantiene el cumplimiento de estándares y normativas internacionales de gestión de calidad, con un respeto por el medio ambiente y la responsabilidad social. 9. Costos del Programa Diploma 120 hrs : 84.6 UF (ochenta y cuatro coma seis Unidades de Fomento). Módulos 20 hrs : 16.9 UF (dieciseis coma nueve unidades de fomento). Módulo 25 hrs : 25.4 UF (veinticinco coma cuatro unidades de fomento). Módulos 40 hrs : 33.8 UF (treinta y tres coma ocho Unidades de Fomento). Importante: i. Se requiere un mínimo de asistentes para dictar cada módulo. ii. Cada Módulo presenta cupos limitados. 10. Informaciones e Inscripciones: Alonso Pizarro Valdebenito Secretario Ejecutivo DIHA Departamento de Ingeniería Civil Universidad de Concepción Teléfono: (56-9) 78711362 e-mail: [email protected] Web: www.dic.udec.cl

11. Anexo: Programas detallados de los Módulos

MÓDULO I GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL


Duración: 20 horas

Fecha: 12 y 13 de Julio 2012

1. Introducción a la Geomorfología Fluvial 1.a Definición y campos de estudio de la geomorfología de ríos, a las distintas escalas relevantes. 1.b Procesos de laderas y relación con la hidrología.

1.c Procesos en cauces.

1.d La importancia fundamental de la vegetación.

2. Definiciones y conceptos básicos 2.a Cauces aluviales y no aluviales.

2.b Nivel de base y erosión retrógrada.

2.c Planicies de inundación de ríos aluviales.

2.d Diferencias entre ríos con lecho de arena y lecho de grava. 3. Geoformas fluviales 3.a Formas en lechos de arena.

3.b Mesoformas:.

Secuencias pozón-cascada, rápido-pozón, y otras.

3.c Barras, islas y terrazas.

3.d Tendencias en el sentido longitudinal (hacia aguas abajo).

3.e Avulsiones.

4. Régimen morfológico 4.a Determinantes de la morfología de un tramo.

4.b Concepto de un caudal formativo.

4.c Cuasi-equilibrio dinámico de un tramo de río.

4.d Relación con la ecología fluvial.

4.e Modelos cualitativos de cambio fluvial. 5. Geometría hidráulica 5.a Geometría hidráulica para una sección y aguas abajo.

5.b Relación con la teoría de canales en régimen.

5.c Ecuaciones morfométricas. 6. Cambio morfológico 6.a Ejemplos de cambio morfológico, y sus consecuencias ambientales e ingenieriles.

6.b Integrando herramientas, desde los modelos cualitativos de cambio hasta la simulación 3-D de la evolución morfológica.

MÓDULO II HIDROLOGÍA DE CRECIDAS


Duración: 20 horas


1. Causas y mecanismos de las crecidas 1.a Causas de los distintos tipos de crecidas

Crecidas hidrometeorológicas por lluvia y/o derretimiento del manto nivoso GLOFs (Glacial Lake Outburst Floods) Derrumbres sobrecoronados, rompimiento de presas, etc.

1.b Tipos de precipitación; variabilidad espacial y temporal

1.c Mecanismos de generación de la escorrentía en laderas

Mecanismo de Horton, o saturación por arriba Mecanismo de Dunne, o de saturación por debajo

1.d Concentración de la escorrentía

Tamaño hidrológico y tiempo de concentración Modelo de los tiempos de viaje para cuenca impermeable Hidrograma resultante y base física de la fórmula racional 1.e Variables que afectan el hidrograma de crecida

Área y tamaño hidrológico de la cuenca Forma de la cuenca Pendiente de la cuenca y de sus cauces Suelos y vegetación Condiciones antecedentes Presencia de lagos y embalses Mecanismo de entrada de agua

1.f Enfoque de sistemas y parametrización de las relaciones

2. El hidrograma de crecida 2.a Representación paramétrica del hidrograma de crecida

2.b Separación de hidrogramas: Conveniencia ingenieril vs. realidad física

2.c Mecanismos de obtención de la función de transferencia PP-escorrentia

2.d Distribución temporal de la lluvia efectiva 3. Análisis probabilístico de crecidas 3.a Repaso de conceptos básicos de probabilidades

3.b Descripción estadística de conjuntos de datos

3.c ¿Son realmente aleatorias las variables hidrológicas?

3.d Hidrología de paleocrecidas

3.e Re-examinando el concepto de período de retorno 3.f Análisis de frecuencia realista

Frecuencia relativa Posiciones gráficas Ajuste de distribuciones de probabilidades Pruebas de bondad de ajuste 4. Estimación en cuencas sin datos 4.a Manejo de los datos de precipitación

4.b Obtención de la lluvia efectiva

4.c Fórmulas para estimar caudales peak

4.d Hidrogramas unitarios e hidrogramas unitarios sintéticos 5. Casos de estudio

MÓDULO III MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA FLUVIAL

Relatores: Dr. José Vargas B. / Dr. Alex Schwarz K. / Dr. Oscar Link L.

Duración: 20 horas


1. Introducción 1.a Usos del agua y Gestión de su calidad superficial.

1.b Necesidad de Modelar la calidad del agua.

2. Hidrología e hidráulica de ríos 2.a Ecuaciones de continuidad y energía en ríos.

2.b Regímenes de escurrimiento en ríos.

2.c Regímenes hidrológicos de cuencas hidrográficas.

2.d Caudales máximos y mínimos en ríos.

3. Conceptos y ecuaciones fundamentales 3.a Tipos de efluentes, tipos de transporte y derivación de la ecuación básica.

3.b Aplicaciones.

4. Fundamentos de biogeoquímica ambiental 4.a Procesos químicos, físicos y biológicos de transformación de contaminantes.

5. Modelos típicos y parámetros de calidad de aguas 5.a Fuentes y consumo de oxígeno, Oxígeno Disuelto y DBO.

5.b Modelo de Streeter-Phelps y su extensión.

5.c Aplicaciones.

5.d Dispersión longitudinal y Reaireación.

6. Uso de modelos de calidad del agua 6.a Etapas en el desarrollo de modelos de calidad del agua.

6.b Definición y resolución de ecuaciones.

6.c Algunos modelos de ríos.

6.d Aplicaciones.

7. Modelación térmica de un río 7.a Importancia de la temperatura para la calidad del agua.

7.b Régimen térmico de un río.

7.c Formas de cálculo: Modelos estadísticos y Determinísticos.

7.d Análisis del régimen térmico de los ríos Itata y Vergara e implicancias para la calidad

del agua.

8. Estudio de casos de contaminantes en sistemas acuáticos 8.a Modelación del destino ambiental de un pulso de clorato en el Río Cruces y estudios

de toxicidad.

8.b Evaluación del riesgo ambiental asociado a descargas de aluminio en el Río Cruces.

9. Calibración y validación de modelos de calidad de aguas 9.a Análisis de sensibilidad.

9.b Campañas de monitoreo para calibración.

9.c Estimación de los coeficientes del modelo.

MÓDULO IV

HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA APLICADA


Duración: 20 horas

Fecha: 6 y 7 de Septiembre 2012

1. Marco de estudio de las aguas subterráneas y definiciones importantes

Sistema suelo-agua. Tipos de acuíferos. Relaciones fundamentales. Porosidad y volumen de agua disponible. Energía del agua en el suelo. Interacción entre el agua subterránea y el agua superficial.

2. Escurrimiento de las aguas subterráneas

Ley de Darcy y Permeabilidad de un suelo saturado. Determinación de la permeabilidad. Transmisividad y almacenamiento. Ecuación del movimiento del agua en el suelo. Acuíferos confinados y libres. Redes de flujo y Teoría del flujo no saturado. Perfil hídrico e Infiltración.

3. Movimiento y transformaciones de contaminantes en medios permeables

Movimiento de contaminantes en el subsuelo. Ecuación de advección-dispersión. Soluciones analíticas 1-D y 2-D. Métodos para determinar dispersividades. Procesos de transformación de contaminantes.

4. Hidráulica de las obras de captación, y su aplicación en el análisis de ensayos de bombeo.

Tipos de obras de captación. Escurrimiento radial. Pozos de captación y Radio de influencia. Determinación de K. Características del funcionamiento de un pozo. Pozo cerca de los bordes. Métodos de las imágenes. Pozos incompletos. Ensayos de bombeo en acuíferos.

5. Métodos de exploración y caracterización de acuíferos, y de diseño de sistemas de monitoreo y control hidráulico de obras de remediación.

Métodos de exploración. Sistemas de monitoreo. Diseño de pozos de monitoreo. Zonas de captura. Barreras permeables reactivas.

MÓDULO V CONTAMINACIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA


Duración: 20 horas


1. Conceptos fundamentales y avanzados 1.a Geohidrología para remediación:

Tipos de acuíferos. Porosidad y Presión capilar. Energía y Ley de Darcy. Anisotropía.

1.b Transporte y destino de contaminantes: Transmisividad y Patrones de flujo. Pozos y Ensayos de Bombeo. Transporte y Transformación de contaminantes.

2. Estrategias para soluciones costo-efectivas de remediación de suelo y aguas

subterráneas

Tecnologías de remediación y factores que la complican.

Etapas y selección de alternativas de remediación.

Modelos conceptuales.

Objetivos de limpieza y enfoques estratégicos.

3. Tecnologías de inyección/extracción de fluidos

Bombeo y tratamiento.

Factores limitantes.

Remediación de la zona fuente.

Flujo contaminante.

Lavado con surfactante/co-solvente.

Tecnologías térmicas.

Inyección de aire/extracción de vapor.

Oxidación/reducción.

4. Técnicas de caracterización de sitios y monitoreo.

Plumas contaminantes.

Errores del enfoque tradicional.

Caracterización y monitoreo expedito.

Métodos geofísicos.

Técnicas multi-nivel, direct-push, MIP, LIF.

Descarga másica.

5. Contaminación y remediación de LNAPLs.

Definición y preocupación por LNAPLs.

Entrada al suelo y acuíferos.

Distribución vertical, movimiento de LNAPLs.

Caracterización y recuperabilidad.

Remediación de LNAPLs.

6. Tecnologías ex-situ.

Opciones genéricas.

Generalidades de diseño.

Volatilización con aire.

Oxidación avanzada.

Carbón activado.

Compuestos inorgánicos.

7. Definición de zonas de captura para bombeo y tratamiento.

Definiciones.

Zona de captura objetivo.

Análisis simple.

Evaluación de zona de captura.

Fallas.

8. Modelos en la evaluación y diseño de medidas de control de la contaminación de aguas subterránea.

Uso de modelos en la evaluación y diseño de sistemas de remediación.

Aplicación del modelo Bioplume.

MODULO VI INGENIERÍA FLUVIAL AMBIENTALMENTE AMIGABLE


Duración: 20 horas


1. Introducción a la Ingeniería Fluvial Ambientalmente Amigable 1.a Definiciones preliminares.

1.b Alcance y necesidad del curso.

1.c Visita a terreno (Río Andalién y Estero Nonguén). 2. Enfoque Interdisciplinario de un Sistema Fluvial 2.a Nociones de hidrología

Regímenes hidrológicos. Curva de duración. Análisis de frecuencia de caudales máximos y mínimos.

2.b Geomorfología:

Variables que definen la forma de un río. Concepto de régimen. Clasificación de ríos. Cambios en cauces.

2.c Ecología de ríos:

Ambiente físico. Diversidad de organismos. Fuentes de energía. Conectividad longitudinal, transversal y vertical

2.d Funcionamiento del sistema integrado

3. Impactos ambientales en Ríos 3.a Impacto ambiental en ríos: Generalidades 3.b Impactos de obras de canalización y defensas fluviales 4. Métodos Amigables y Soluciones a problemas de Inundación 4.a Técnicas de ingeniería fluvial amigables en ambientes urbanos. 4.b Restauración de cauces urbanos. 4.c Soluciones no estructurales para minimizar el riesgo de inundación.

MÓDULO VII GESTIÓN INTEGRADA DE AGUAS URBANAS (GIAU)

Relatores: Dr. Alex Schwarz K. / Dr. José Vargas B. / Dr. Claudio Meier V.

Duración: 20 horas


1. Necesidad de cambio de enfoque en el manejo del agua urbana 1.a Adaptación de sistemas urbanos a los cambios

Cambios demográficos. Cambios socio-económicos. Cambios climáticos, etc.

1.b Enfoque convencional versus integrado.

1.c Agua en la ciudad

Ciclo urbano del agua.

Vínculos con otros sectores de la gestión urbana.

Agua y calidad de vida.

1.d Casos ciudades de Melbourne, Rotterdam, Windhoek, entre otras.

1.e Gestión sustentable del agua: GIAU.

2. Abastecimiento de Agua 2.a Problemas del enfoque convencional y Enfoque integrado.

2.b Abastecimiento de agua y medioambiente natural.

Humedales artificiales

Estanques de atenuación

Restauración de ríos

Ecohidrología

2.c Abastecimiento sustentable

Almacenamiento y Recuperación de los Acuíferos (ARA).

Ribera de filtración.

Gestión activa de fugas.

Eficiencia del agua para uso doméstico.

Promoviendo un cambio de comportamiento.

Agua de fuentes alternas.

3. Aguas lluvias 3.a Los problemas que enfrenta un enfoque convencional para la gestión de aguas lluvias.

3.b Aguas lluvias en la ciudad.

3.c Diseño urbano sensible al agua

3.d Gestión sustentable de aguas urbanas.

3.e Opciones para la gestión sustentable y selección

Pavimentos porosos

Zanjas de infiltración

Almacenamiento de aguas pluviales

Techos verdes

Techos cafés

Biofiltros urbanos

Estanques de detención.

4. Aguas servidas 4.a Problemas del enfoque tradicional de tratamiento.

4.b Aguas residuales en la ciudad.

4.c Gestión sustentable de aguas residuales.

4.d Opciones de gestión sustentable:

Saneamiento y reutilización descentralizada (DESAR).

Tratamiento en acuíferos.

Humedales construidos.

Lagunas de estabilización.

Producción de biogás.

Reutilización de lodo.

Reutilización de aguas grises.

Reciclaje de nutrientes-agricultura urbana.

5. ¿Cómo lograr el cambio de enfoque? 5.a Barreras institucionales.

5.b Planificación estratégica.

MÓDULO VIII

DRENAJE VIAL

Relatores: Dr. José Vargas B. / Dr. Tomás Echaveguren N.

Duración: 20 horas


1. Sistemas de drenaje y Puentes 1.a Activos viales y su relación con la gestión de infraestructura.

1.b Diseño, mantenimiento y vulnerabilidad ante eventos naturales.

2. Análisis del caso del Estero Minte 2.a Aspectos hidrológicos e hidráulicos.

3. Hidráulica de escurrimiento libre e Hidrología de crecidas 3.a Énfasis en los conocimientos requeridos de hidráulica de cauces e hidrología de

crecidas para el diseño de drenaje transversal y longitudinal en obras viales.

4. Aspectos generales del drenaje transversal 4.a Ubicación, alineación y pendiente de las alcantarillas.

4.b Diseño hidráulico de alcantarillas, características del flujo y variables de diseño.

4.c Diseño de alcantarillas con control de entrada y control de salida.

4.d Ejemplos de aplicación.

5. Aspectos generales del drenaje longitudinal 5.a Diseño de cunetas, fosos longitudinales y bajadas de agua.

5.b Diseño de colectores de aguas lluvias y canales.

5.c Ejemplos de aplicación.

6. Aspectos generales del drenaje subterráneo 6.a Tipos de drenes y su cálculo hidráulico.

6.b Ejemplos de aplicación.

MÓDULO IX

TÉCNICAS DE MEDICIÓN EN HIDRÁULICA FLUVIAL

Relatores: Dr. Claudio Meier V. / Dr. Oscar Link L. / Dr. Diego Caamaño A.

Duración: 20 horas

Fecha: 13 y 14 de Diciembre 2012

1. Principios básicos de medición de caudales 2. Perfiladores Doppler acústicos (ADCPs): Teoría y práctica

3. Velocímetros Doppler acústicos (ADVs) 3.a Teoría y aplicaciones.

3.b Demostración en laboratorio. 4. Batimetría con ecosonda 4.a Medición de transporte de fondo con muestreador Helley-Smith. 5. Técnicas para describir la granulometría de lechos gruesos

6. Salida a terreno.

MÓDULO X CÓMO USAR HEC-RAS PARA MODELACIÓN FLUVIAL

Relatores: Dr. Claudio Meier V. / M. Sc. Martin Teal

Duración: 40 horas


A.1. Introducción a los Ejes Hidráulicos unidimensionales

1.a Definiciones básicas y clasificación de escurrimientos y cauces: Cauce Abierto vs. Contorno Cerrado. Escurrimiento uniforme y su desarrollo. Escurrimiento gradual, rápidamente variado, permanente e impermanente. Distribución de velocidades y tipos de flujos. Variables geométricas en una sección. Concepto de altura de carga y Ecuación de Continuidad.

A.2 Fuerzas involucradas en escurrimientos de cauce abierto

2.a Energía mecánica, potencial y cinética, por unidad de peso. 2.b Convenciones usadas en hidráulica. 2.c Fuerza motriz: Componente del peso del agua. Resistencia por viscosidad y

turbulencia. Fuerzas de presión y Fuerzas perpendiculares al flujo. A.3 Conservación de la energía

3.a Aceleración y deceleración del flujo. 3.b Energía mecánica total en una sección. 3.c Ecuación de la energía para escurrimientos 1-D. 3.d Ejemplos prácticos: Flujo rápidamente variado con conservación de la energía.

Aplicación a las transiciones suaves. Energía específica. Escurrimientos subcríticos (río), críticos, y súpercríticos (torrente). Controles hidráulicos. Importancia práctica.

A.4 Conservación de la cantidad de movimiento lineal

4.a Segunda Ley del Movimiento de Newton. 4.b Conflictos entre controles y ocurrencia de resaltos hidráulicos. 4.c Descripción cualitativa de la ecuación de momentum.

A.5 Resistencia al escurrimiento

5.a Balance de fuerzas resistivas y propulsoras en régimen permanente. 5.b Ecuación de resistencia de Gauckler-Manning. 5.c Tipos de resistencia al escurrimiento y el “n” de Manning. 5.d Altura normal de escurrimiento. 5.e Pendientes suaves, críticas, y fuertes. A.6 Clasificación y descripción de los distintos tipos de ejes hidráulicos

6.a Ejes en pendientes suaves y fuertes. 6.b Análisis cualitativo o conceptual de ejes hidráulicos complejos. 6.c Desagües de lagos. Colas de embalse. A.7 Cálculo de ejes hidráulicos para geometrías simples

7.a Aplicación de las ecuaciones de energía y resistencia. 7.b Consideraciones prácticas para trazar ejes hidráulicos. 7.c Métodos del paso directo y del paso estándar. A.8 Fluviometría (opcional)

8.a Estructuras de medición. 8.b Dilución. 8.c Método área-velocidad. 8.d Correntómetros y perfiladores doppler-acústicos. 8.e Limnímetros. 8.f Curvas de descarga. 8.g Recomendaciones para ubicar estaciones fluviométricas.

B.1 Introducción al software HEC-RAS

1.a Introducción al trabajo con HEC-RAS 1.b Requisitos básicos de los datos de entrada 1.c Taller 1: Desarrollo de un modelo hidráulico 1.d Taller 2: Incorporando tributarios y confluencias 1.e Base teórica de HEC-RAS y HEC-2 1.f Taller 3: Desarrollo de planes dentro de proyectos

B.2 Modelación de puentes y alcantarillas con HEC-RAS 2.a Modelación de puentes con HEC-RAS 2.b Taller 4: Aplicación de modelación de un puente 2.c Modelación de alcantarillas 2.d Caso de puentes y/o alcantarillas múltiples 2.e Taller 5: Modelación de aperturas múltiples B.3 Utilizar las habilidades opcionales de HEC-RAS

3.a Tratamiento de los datos geométricos 3.b Técnicas especiales de modelación 3.c Taller 6: Análisis de resultados

MÓDULO XI

ANÁLISIS DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS USANDO HEC-RAS

Relator: M. Sc. Martin Teal

Duración: 25 horas


1. Introducción al Transporte de Sedimentos 1.a Transporte de Sedimentos en Cauces Naturales.

1.b Introducción al HEC-RAS y a la Modelación de Sedimentos.

1.c Ejecutando HEC-RAS para Sedimentos e Interpretación de las Salidas.

1.d Taller Básico de Transporte de Sedimentos.

1.e Clasificación Hidráulica y Acorazamiento.

1.f Selección de las Relaciones de Transporte de Sedimentos. 2. Técnicas para el estudio de sedimentos 2.a Pasos en el desarrollo de Estudios de Sedimento.

2.b Calibración y Verificación de Técnicas. 3. Análisis del Transporte de Sedimentos Usando HEC-RAS 3.a Métodos para Estimar la Producción de Sedimentos.

3.b Solución de Problemas en un Modelo de Sedimentos en HEC-RAS.

3.c Reconocimiento de Terreno para un Estudio de Sedimentos.

3.d Diseño de un Cauce Estable Usando HEC-RAS y la herramienta Sediment Impact Analysis Methods (SIAM) HEC-RAS.

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