Durante más de 40 años el autor de estas Notas ha estado vinculado con los claustros universitarios, primero como estudiante de Ingeniería Civil en la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, luego como alumno de postgrado en Hidrología en la Universidad de Oriente de Venezuela y en Hidrología Aplicada, Hidráulica Fluvial, Hidráulica Marítima y Análisis de Sistemas de Recursos Hidráulicos en la Universidad New South Wales, Sydney, Australia, y como docente de la Universidad Nacional en los programas de pregrado y postgrado de la Unidad de Hidráulica entre 1966 y1995.
Además, ha dictado conferencias y cursos cortos en otras prestigiosas universidades colombianas, entre las cuales se cuentan la Pedagógica y Tecnológica de Colombia, la Escuela Colombiana de Ingeniería y las Universidades de La Salle, Santo Tomás, La Gran Colombia, Pontificia Universidad Javeriana, del Cauca, de Cartagena y Militar Nueva Granada.
Actualmente el Autor está dedicado a la consultoría, asesorando firmas de Ingeniería en proyectos de Riego y Drenaje, Acueductos y Alcantarillados, Generación Hidroeléctrica, Drenaje de vías, Drenaje Urbano, Navegación, Diseño de Puentes y Prevención de Desastres Naturales. Esta actividad le ha permitido conocer gran parte del país, algunos de cuyos escenarios se presentan en las fotografías que se incluyen en este trabajo.
El objetivo de esta página es compartir con Estudiantes, Docentes y Profesionales de la Ingeniería algunos aspectos sobre Ingeniería Hidráulica que el Autor viene desarrollando desde 1963 en docencia universitaria y en consultoría, y desarrollar y publicar metodologías sencillas de aplicación de la Hidrología en diseños de obras de Ingeniería Hidráulica.
La Hidrología se define como la ciencia que estudia la disponibilidad y la distribución del agua sobre la tierra. En la actualidad la Hidrología tiene un papel muy importante en el Planeamiento del uso de los Recursos Hidráulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniería que tienen que ver con suministro de agua, disposición de aguas servidas, drenaje, protección contra la acción de ríos y recreación. De otro lado, la integración de la Hidrología con la Ingeniería de Sistemas ha conducido al uso imprescindible del computador en el procesamiento de información existente y en la simulación de ocurrencia de eventos futuros.
Hidrología Básica
La Hidrología Básica estudia los conceptos físicos del ciclo hidrológico, la disponibilidad y utilización de agua superficial y de agua subterránea, los métodos de recolección de información hidrológica y los procedimientos clásicos de procesamiento de datos estadísticos.
Un capítulo especial de la Hidrología tiene que ver con la calidad de la información disponible para los estudios y con los procedimientos que se utilizan cuando se trabaja con información escasa.
Hidrología Aplicada
La Hidrología Aplicada utiliza la información básica y la procesa de acuerdo con las necesidades de los proyectos específicos, empleando las herramientas que ofrece la tecnología moderna.
Entre los temas que desarrolla la Hidrología Aplicada están los siguientes:
- Hidrología en cuencas pequeñas con información escasa
- Drenaje de aguas lluvias
- Hidrología en Proyectos de Riego y Drenaje
- Hidrología en Proyectos de Acueducto y Alcantarillado
- Hidrología en Proyectos de generación de Energía Hidráulica
- Operación de embalses
- Hidrología para estudios de aprovechamiento de Aguas Subterráneas
- Control de inundaciones.
- Estimativo de los volúmenes de sedimentos que pueden afectar el funcionamiento de las estructuras hidráulicas.
Hidrología Estocástica
La Hidrología Estocástica es una herramienta muy importante para la ejecución de los estudios de Hidrología Aplicada. Utiliza conceptos de Ingeniería de Sistemas y desarrollos propios que se analizan en gran cantidad de textos que se han publicado últimamente dentro de la denominación de Análisis de Sistemas de Recursos Hidráulicos, Planeamiento de Recursos Hidráulicos, Investigación de Operaciones, y Probabilidad y Estadística en Hidrología.
Su principal objetivo es pronosticar, con cierto grado de incertidumbre, las condiciones hidrológicas que se pueden presentar durante la vida útil de una obra hidráulica.
La Hidráulica General aplica los desarrollos de la Mecánica de los Fluídos en la solución de problemas prácticos que tienen que ver con la medición, la distribución y el manejo del agua en almacenamientos y en conducciones a presión y a flujo libre:
Canales y corrientes naturales
Conductos a presión
Estaciones de bombeo
Estructuras Hidráulicas
Sus conceptos se utilizan en todos los campos de la Ingeniería Hidraulica: Acueductos y Alcantarillados, Riego y Drenaje, Generación hidroeléctrica, Estructuras de Drenaje, Control de inundaciones, Diseño de puentes, Puertos y Obras Marítimas.
HIDRAULICA FLUVIAL E INGENIERIA DE RIOS.
La Hidráulica Fluvial combina conceptos de Hidrología, Hidráulica General, Geomorfología y Transporte de sedimentos. Estudia el comportamiento hidráulico de los ríos en lo que se refiere a los caudales y niveles medios y extremos, las velocidades de flujo, las variaciones del fondo por socavación y sedimentación, la capacidad de transporte de sedimentos y los ataques contra las márgenes.
Los diseños de las obras que se construyen en los ríos para suministro de agua, vertimiento de excesos, encauzamiento, protección del fondo y de las márgenes están dentro del campo de la Ingeniería de Ríos.
RÍOS DE COLOMBIA
La hidrografía de Colombia se compone de cinco vertientes principales que cubren el territorio nacional, el cual tiene una extensión de 1.141.748 km2.
HIDRAULICA MARITIMA Y DE COSTAS
La Hidráulica Marítima y de Costas trata de los fenómenos relacionados con la generación de olas y mareas, su cuantificación, la determinación de sus efectos sobre la navegación marítima, la conservación de las playas y la protección de las obras que se construyen en las costas.
Teoría de Olas1. Teoría de Olas
2. Acción de las Olas sobre las Estructuras
3. Diseño de Puertos en áreas sometidas a Mareas.
4. Protección de Playas.
Acción de las olas sobre las estructurasLas olas del mar son generadas por vientos, por sismos o por la acción del sol y la luna. Las producidas por sismos son olas de gran longitud de onda que se generan en mar profundo y desarrollan su poder destructor cuando alcanzan las aguas poco profundas de las costas; se conocen como Tsunamis. El sol y la luna son responsables de la formación de las olas de marea que son eventos predecibles tanto en magnitud como en tiempo. El oleaje que se forma por la acción del viento viaja por el mar en "Trenes" que contienen olas de diferentes tamaños y períodos; la longitud del tren y las magnitudes de las olas dependen de la localización y tamaño del Fetch y de la dirección y velocidad de los vientos. El Fetch es el área sobre la cual sopla el viento que genera el tren de olas.
Diseño de PuertosLas olas que llegan a la costa ejercen fuerzas sobre las estructuras que encuentran en su recorrido. Estas estructuras son muros verticales, rompeolas, columnas o cuerpos sumergidos. Para determinar las magnitudes de las fuerzas es necesario conocer las características de las olas que llegan a las estructuras; estas características son Amplitud, Período y Dirección, las cuales se calculan teniendo en cuenta las condiciones en que se generaron las olas, las pérdidas de energía en su recorrido hasta las estructuras y las modificaciones que sufren por refracción y difracción. Los trenes de olas se representan por medio de una ola característica que se llama "Ola Significativa".
Protección de PlayasLos puertos que se construyen en la costa marítima o en las desembocaduras de ríos en el mar son Puertos en áreas sometidas a Mareas. Estas mareas influyen en los procesos de sedimentación de los canales de acceso, en la programación de operación de los puertos y en la formación de corrientes de densidad que dificultan la navegación.
A lo largo de las costas la protección y el mantenimiento de las playas debe ser una preocupación permanente de las autoridades. Las playas son atacadas continuamente por factores relacionados con el comportamiento del mar y cambian continuamente su morfología si no son protegidas adecuadamente.
La Estabilidad de las Playas se obtiene cuando existe un balance apropiado entre los sedimentos que llegan y los que salen de ellas. Este balance es regulado por el oleaje dominante en el área, y por las tormentas y las mareas.
Además de realizar las labores que son propias de nuestra profesión los ingenieros utilizamos parte de nuestro tiempo libre en cultivar algunas aficiones, entre ellas la música, unas veces interpretándola furtivamente y las más de las veces escuchandola.
Desde mis épocas de estudiante hasta la fecha he tenido oportunidad de compartir con compañeros de estudio y de trabajo, cual artistas anónimos, muchos ratos agradables en tertulias musicales que casi siempre resultan ser un martirio para los vecinos.
Para quienes tienen afición por la música popular y la poesía, y alguna vez han querido aprender completa la letra de alguna canción de sus preferencias he preparado este espacio de variedades, en el cual no aparecen los rigores de las matemáticas ni de las experiencias de laboratorio sino un recuento sobre una serie de canciones y de poemas que se escuchan frecuentemente en serenatas y en reuniones de amigos.
