INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Civil ASIGNATURA: HidráulicaMarítima OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicará los parámetros de diseño (oleaje, mareas, vientos, corrientes y transporte de sedimentos) en la realización del proyecto de una obra de protección costera o portuaria. SEMESTRE: Décimo CONTENIDO SINTÉTICO: I II III IV Introducción al medio marítimo Fenómenos oceanográficos Obras de protección costera y portuaria Elementos básicos de Ingeniería de puertos METODOLOGÍA: Participaciones de los alumnos en relación a los temas tratados, con guía y asesoría del profesor. Resolución de problemas relativos a la Ingeniería Marítima, por parte de los alumnos y dirección del profesor. Realización de tareas, prácticas y trabajos extra clase. Utilización de recursos didácticos como: pizarrón y marcadores, equipo audiovisual para ilustrar los conceptos o ejemplos relacionados con el tema a tratar. Realización de un proyecto de Hidráulica Marítima por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor. Uso de equipo como: restiradores para análisis de planos y trabajo en aula. Realización de presentaciones con cañón para complementar con imágenes, por parte de los alumnos, con guía y asesoría del profesor. Presentación de audiovisuales afines al tema. Presentación de diapositivas resumen al termino de cada unidad, con la finalidad de clarificar los conceptos teóricos, por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Se realizarán tres evaluaciones parciales. 1ª evaluación unidad I y II hasta el tema 2.2: examen 70%, participaciones, tareas reporte de prácticas 30%. 2ª evaluación unidad II del tema 2.3 hasta finalizar la unidad II: examen 70%, participaciones, tareas, reporte de prácticas y avance del proyecto 30%. 3ª evaluación unidad III y IV: entrega del proyecto 70%, participaciones, tareas y trabajos extra clase 30%. BIBLIOGRAFÍA: Frías Valdez, Armando y Moreno Cervantes, Gonzalo. Ingeniería de Costas. Editorial Limusa. México. 1986. 339 págs. Comisión Federal de Electricidad, Hidráulica Marítima. A.2.13, Manual de Diseño de Obras Civiles. México. 1983. 418 págs. Coastal Engineering Research Center, Army USA Shore Protection Manual. Volúmen I y II. USA. 2002 688 y 640 págs. Mac Donel, Guillermo y Prindter, Julio. Ingeniería Marítima y Portuaria. Editorial Alfa Omega. México. 2002. 629 págs. INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco CARRERA: Ingeniería Civil OPCIÓN: COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO: ASIGNATURA: Hidráulica Marítima SEMESTRE: Décimo CLAVE: HIDX5504 CRÉDITOS: 6.0 VIGENTE: 2009 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica MODALIDAD: ESCOLARIZADA. TIEMPOS ASIGNADOS HORAS/SEMANA/TEORÍA: 1.5 HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 3.0 HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 27.0 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 54.0 HORAS/TOTALES: 81.0 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR Academia de Hidráulica REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar AUTORIZADO POR: Comisión de Programas Académicos del Consejo General Consultivo del IPN. Dr. Miguel Ángel Vergara Sánchez INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA CLAVE: HIDX5504 HOJA: 2 DE 10 FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura de Ingeniería Marítima que se imparte en la unidad académica es única, ya que en la mayoría de las Universidades y Tecnológicos del país no se registra. La Ingeniería Marítima proporciona los conocimientos elementales para la realización de los estudios básicos para el diagnóstico del estado en que se encuentran nuestros recursos costeros, la infraestructura marítima y para la realización de proyectos de obras de protección costera. La escasez de recursos humanos en esta área del conocimiento, ocasiona que los proyectos de mejoramiento de infraestructura marítima y portuaria, tengan muchas deficiencias, tales como: eficiencias portuarias bajas y con porcentajes de operatividad por debajo de lo mínimo requerido, lo cual deja fuera de competencia a los Puertos Mexicanos con relación a otros puertos del mundo. El área de trabajo, para los Ingenieros Civiles está abierta y abarca dependencias gubernamentales y paraestatales (SECTUR., PEMEX., C.F.E., FONATUR., SEMARNAT., IMTA., SEMAR., SCT., etc.) e iniciativa privada, en las diferentes etapas de una obra marítima (planeación, proyecto, construcción, mantenimiento, administración y operación). En la formación del Ingeniero Civil, el estudio de la Hidráulica Marítima, representa una disciplina de metodologías de diseño, construcción y operación de las obras marítimas y portuarias como son: obras de toma y de descarga, de protección costera, puertos, etc., que son fundamentales para la satisfacción de necesidades de comunicación, comercio, producción y distribución de alimentos, generación de energía, etc.; para apoyar el desarrollo del sector de servicios en nuestro país. Las directrices generales son: El desarrollo de la habilidad para obtener, manejar y utilizar los datos de los fenómenos oceanográficos y su aplicación posterior al diseño de obras de protección marítimo y portuario. Se vinculan con otras asignaturas tales como Hidráulica Básica, Hidráulica Experimental y Construcción. Las asignaturas antecedentes son: Estática, Dinámica de la Partícula, Hidráulica Básica y Tuberías y Canales. Las consecuentes son: Ingeniería de Costas, Obras Marítimas y Puertos. Las colaterales son: Obras de Infraestructura y las asignaturas Optativa II y III de la línea curricular que esté cursando el alumno. La estructuración del contenido, hace obligada la realización de prácticas tanto de laboratorio como de campo y visitas técnicas específicas que facilitan la comprensión de los fenómenos oceanográficos. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará los parámetros de diseño (oleaje, mareas, vientos, corrientes y transporte de sedimentos) en la realización del proyecto de una obra de protección costera o portuaria. INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA No. UNIDAD I CLAVE: HIDX5504 HOJA: 3 DE 10 NOMBRE: Introducción al medio marítimo OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno identificará un problema relacionado con el área marítima portuaria, donde describirá la morfología del frente marítimo analizado. No. TEMA TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T Importancia de la Ingeniería Marítima y Portuaria en 0.5 México. Formaciones costeras, océanos y mares. Actividades y aprovechamientos en el medio marino. Vinculación con el sector productivo. Metodología y descripción de un proyecto de Ingeniería Marítima y Portuaria. 1.0 0.5 P EC 2.0 1B, 2B, 4B, 5B 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5 1.5 1B, 2B, 4B 1B, 2B, 4B 1B, 2B, 9C 3.5 1B, 2B, 9C, 15C Subtotal 2.0 6.5 2.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Integración de equipos de trabajo por parte de los alumnos, para la elección de un sitio dentro de la República Mexicana y elaboración de un índice que describirá el proyecto preliminar de una obra marítima o portuaria. Realización de tareas y trabajos extra clase. Realización de prácticas de laboratorio. Elaboración de mapas conceptuales por parte de los alumnos. Discusión fundamentada por los alumnos, con guía del profesor. Presentación de diapositivas para fortalecer el aprendizaje en el alumno, con guía del profesor. Utilización de restiradores para la elaboración del avance del proyecto, por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La primera evaluación abarca la unidad I y II hasta el tema 2.2 Examen 70% Participaciones, tareas, reporte de prácticas 30% INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA No. UNIDAD II CLAVE: HIDX5504 HOJA: 4 DE 10 NOMBRE: Fenómenos oceanográficos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno examinará los fenómenos oceanográficos para el sitio específico propuesto, donde analizará la importancia del viento, los fenómenos del oleaje y los planos de mareas en el sitio de estudio mediante modelos o simuladores. No. TEMA TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T Vientos: Introducción. Definición Características y causas que originan los vientos. Clasificación y tipos de vientos. Medición y procesamiento de datos. 3.0 P 1.5 EC 3.0 1B, 3B, 4B, 5B, 11C, 12C 2.1 2.2 Oleaje: Definición, características y causas que 3.0 generan el oleaje, Clasificación, teorías lineales y no lineales (Autores Airy, Stokes, etc.), Oleaje Monocromático y Policromático), Predicción del oleaje, Oleaje estadístico (Fuentes Ocean Wave Statistics Sea & Swell charts NOAA), Medición del Oleaje y procesamiento de datos, Oleaje huracanado Método del Huracán Estándar, Método del SMB Fenómenos del oleaje. Refracción, Difracción Rompiente y Reflexión (Análisis de problemas sobre fenómenos del oleaje). 36.0 10.0 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B, 8B, 9C, 10C, 14C Subtotal 6.0 37.5 7.5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Análisis de la información relacionada con el proyecto, por parte del alumno y guía del profesor. Elaboración de mapas conceptuales por parte de los alumnos; Discusión en clase con integración del profesor. Aplicación de conceptos en el avance de proyecto; Utilización de modelos ò simuladores, por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor. Realización de tareas y trabajos extra clase; Realización de prácticas de laboratorio. Utilización de fuentes de información geográfica y estadística a través de Internet. Presentación de diapositivas para fortalecer el aprendizaje en el alumno, con guía y asesoría del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La primera evaluación abarca la unidad I y II hasta el tema 2.2 Examen 70% Participaciones, tareas, reporte de prácticas y avance de proyecto 30% INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA No. UNIDAD II CLAVE: HIDX5504 HOJA: 5 DE 10 NOMBRE: Fenómenos oceanográficos (continuación) OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno examinará los fenómenos oceanográficos para el sitio específico propuesto, donde analizará la importancia del viento, los fenómenos del oleaje y los planos de mareas en el sitio de estudio mediante modelos o simuladores. No. TEMA TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T Mareas: Definición, características y causas que generan las teorías: estática y dinámica. Clasificación de tipos de mareas. Descripción de las mareas astronómicas, de viento, de tormenta e hidráulica. Los planos de referencia, las tablas y gráficas de predicción de las mareas y su aplicación en la Ingeniería de Puertos e Ingeniería de Costas. Medición y procesamiento de datos. Corrientes: Definición, características y causas que generan las corrientes. Descripción de las corrientes oceánicas, por viento, por mareas y por oleaje. Clasificación y tipos de corrientes. Medición y procesamiento de datos. Transporte de sedimentos: Introducción. Características de los sedimentos. Dinámica de los sedimentos. Perfil de equilibrio, Evolución de la línea de playa (Teoría de una línea). Métodos para cuantificar el transporte litoral Métodos de Cerc, Byjker, LHF, LIH-ESIA y Larras. Subtotal 3.0 P 1.5 EC 3.0 1B, 2B, 3B, 4B, 5B 2.3 2.4 1.5 3.0 3.0 1B, 2B, 3B, 4B, 5B 2.5 1.5 4.0 5.0 1B, 2B, 3B, 4B, 5B 6.0 8.5 11.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Análisis de la información relacionada con el proyecto, por parte del alumno y guía del profesor. Elaboración de mapas conceptuales por parte de los alumnos; Discusión en clase con integración del profesor. Aplicación de conceptos en el avance de proyecto; Utilización de modelos ò simuladores. Realización de tareas y trabajos extra clase; Realización de prácticas de laboratorio. Utilización de fuentes de información geográfica y estadística a través de Internet. Presentación de diapositivas para fortalecer el aprendizaje en el alumno, con guía y asesoría del profesor. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La segunda evaluación abarca la unidad II del tema 2.3 hasta finalizar la unidad Examen 70% Participaciones, tareas, trabajos extra clase, reporte de prácticas y avance de proyecto 30% INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA No. UNIDAD III CLAVE: HIDX5504 HOJA: 6 DE 10 NOMBRE: Obras de protección costera y portuaria OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno comprobará la eficiencia de una obra de protección, en un modelo matemático o a escala. No. TEMA TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T Obras de protección costera: rompeolas, escolleras. Espigones y protecciones marginales. 3.0 1.5 P EC 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 13C 3.0 3.1 3.2 3.3 4.0 Partes en planta y sección de obras de protección. Dimensionamiento de un rompeolas mediante la fórmula de Hudson modificada Generalidades sobre un modelo hidráulico – marítimo. Aplicación de la fórmula de Vandermeg. 1.5 Subtotal 8.5 1.5 3.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Realización de tareas y trabajos extra clase. Realización de prácticas de laboratorio. Elaboración de mapas conceptuales para facilitar el conocimiento a los alumnos por parte del profesor. Discusión en clase con integración del profesor. Dimensionamiento de un rompeolas por parte de los alumnos, con guía y asesoría del profesor. Aplicación de conceptos en el avance de proyecto. Utilización de restiradores para la elaboración del avance del proyecto, por parte de los alumnos con guía y asesoría del profesor. Análisis de la información relacionada con el proyecto, por parte del alumno y guía del profesor. Presentación de diapositivas para fortalecer el aprendizaje en el alumno PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La tercera evaluación abarca la unidad III y IV Entrega del proyecto 70% Participaciones, tareas, trabajos extra clase 30% INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA No. UNIDAD IV CLAVE: HIDX5504 HOJA: 7 DE 10 NOMBRE: Elementos básicos de la ingeniería de puertos OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá las diversas vocaciones de los puertos en función de las mercancías y usos de los mismos, además de señalar los diversos tipos de obras que intervienen. No. TEMA TEMAS HORAS CLAVE BIBLIOGRÁFICA T Definición y clasificación de puertos. 1.0 Evolución del transporte marítimo y definición del 1.0 barco tipo, áreas de agua y áreas terrestres. Generalidades sobre el dragado. Tipos de dragas Volúmenes de dragado. 0.5 0.5 1.5 P EC 0.5 0.5 1B, 2B, 3B, 4B, 13C, 15C 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 0.5 0.5 1.0 Subtotal 4.5 3.0 ESTRATEGIA DIDÁCTICA Realización de tareas y trabajos extra clase. Elaboración de mapas conceptuales para facilitar el conocimiento a los alumnos por parte del profesor. Discusión en clase con integración del profesor Presentación de diapositivas para fortalecer el aprendizaje en el alumno. Elaboración del proyecto final. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La tercera evaluación abarca la unidad III y IV Entrega de proyecto 70% Participaciones, tareas, trabajos extra clase 30% INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA CLAVE: HIDX5504 HOJA: 8 DE 10 RELACION DE PRÁCTICAS PRACT. No. NOMBRE DE LA PRÁCTICA UNIDAD DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN 1 Generalidades sobre los modelos físicos, aplicados a la ingeniería marítima y portuaria. Visualización costeras en numéricos. de formaciones modelos físicos y I 1.5 Todas las prácticas se realizan en el Laboratorio de Ingeniería Hidráulica y de Cómputo. 2 I 1.5 3 Análisis y desarrollo de un proyecto de ingeniería marítima y portuaria. Medición de las características del viento Fenómenos del oleaje. Ejemplos de aplicación para la predicción del oleaje, determinación de sus características y estudio de los fenómenos que lo modifican. a) Análisis y determinación de la retracción por los métodos. -Analítico -Gráfico b) Análisis y determinación de la difracción por los métodos. -Analítico -Gráficas de Wiegel c) Análisis y determinación del coeficiente de reflexión. d) Análisis y determinación del fenómeno de rompiente. I 3.5 4 II 1.5 5 II 36.0 6 Medición de niveles en un modelo hidráulico. Medición de corrientes modelo hidráulico. Transporte litoral. en un II 1.5 7 II 3.0 8 II 4.0 9 Estabilidad de rompeolas. NOTA: Se realizarán prácticas y visitas de campo. III 1.5 Total 54.0 INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA PERÍODO 1er. parcial CLAVE HIDX5504 HOJA: 9 DE 10 UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN I y II hasta Examen 70% el tema 2.2 Participaciones, tareas, reporte de prácticas 30% II tema 2.3 Examen 70% Participaciones, tareas, reporte de prácticas y avance de proyecto 30% hasta finalizar la unidad III y IV Entrega de proyecto 70% Participaciones, tareas, trabajos extra clase 30% 2do. parcial 3er. parcial La calificación final será el promedio de los tres parciales. CLAVE 1 B X C BIBLIOGRAFÍA Frías Valdez, Armando y Moreno Cervantes, Gonzalo. Ingeniería de Costas. Editorial Limusa. México. 1986. 339 págs. Comisión Federal de Electricidad, Hidráulica Marítima. A.2.13, Manual de Diseño de Obras Civiles. México. 1983. 418 págs. Coastal Engineering Research Center, Army USA Shore Protection Manual. Volúmen I y II. USA. 2002, 688 y 640 págs. Mac Donel, Guillermo y Prindter, Julio. Ingeniería Marítima y Portuaria. Editorial Alfa Omega. México. 2002. 629 págs. Bustamante Ahumada, Roberto. Ingeniería Marítima. Tesis UNAM. México. 1976. 330 págs. Dirección de Obras Marítimas, Coordinación General de Puertos y Marina Mercante, SCT Dimensionamiento Portuario. México. 2002. 512 págs. Dirección de Obras Marítimas, Coordinación General de Puertos y Marina Mercante, SCT Catastro Portuario. México. 2002. 520 págs. Dirección de Obras Marítimas, Coordinación General de Puertos y Marina Mercante, SCT Puertos Mexicanos. México. 2002. 320 págs. 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X 9 X García Nieto, José. Tesis “La ingeniería en los Puertos Marítimos” Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Unidad Zacatenco. México. 2005. 467 págs. Aguilar Girón, Ernesto. Seminario de Obras Marítimas. Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad Zacatenco. México, 2003. 492 págs. 10 X INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR ASIGNATURA: HIDRÁULICA MARÍTIMA CLAVE 11 CLAVE HIDX5504 HOJA: 10 DE 10 B C X BIBLIOGRAFÍA Instituto Mexicano del Petróleo, El viento las olas y el estado del tiempo, unidad V. Lección 1. México. 1982. 42 págs. Ayllón, Teresa. Elementos de Meteorología y Climatología. Editorial Trillas. México. 1996. 197 págs. Per Bruun, Port Engineering. Houston. Texas. 1981. 787 págs. Wiegel, R.L. Oceanographical Engineering Prentice Hall Englewood Cliffts, USA. 1964. 150 págs. Barreras García, Juan Humberto. Seminario Diseño y Construcción de Rompeolas, Seminario ESIA, Unidad Zacatenco. México. 1989. 528 págs. 12 X 13 14 X X 15 X INSTITUTO POLITÈCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE EDUCACION SUPERIOR PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad Zacatenco CARRERA: ÁREA: Ingeniería Civil C. BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA SEMESTRE C. SOC. y HUM. Décimo OTROS CURSOS ACADEMIA: Hidráulica ASIGNATURA: Hidráulica Marítima Ingeniero Civil con especialidad en puertos y costas. Deseable maestría ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno aplicará los parámetros de diseño (oleaje, mareas, vientos, corrientes y transporte de sedimentos) en la realización del proyecto de una obra de protección costera o portuaria. 3. PERFIL DOCENTE: EXPERIENCIA HABILIDADES PROFESIONAL En mecánica de fluidos, Haber trabajado en el área Comunicación. contar con una obras marítima-portuarias, y meteorología y antigüedad mínima de 3 Establecimiento de climas favorables para el años. oceanografía. aprendizaje. Haber impartido por lo menos el curso de Manejo de grupos y facilidad para transmitir Hidráulica Básica. conocimientos. Uso de didácticos. CONOCIMIENTOS ACTITUDES Positivas alumnado. ante el Respeto (buena relación maestro-alumno) Tolerancia. Ética. materiales Responsabilidad científica. Superación profesional. Criterio. Compromiso social. docente y ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ M. en C. María del Rosario Mendoza González (T.M.) Ing. Jaime Miranda Rivera (T.V.) M. en C. Juan José Villalpando Cázares Dr. Miguel Ángel Vergara Sánchez PRESIDENTES DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADÉMICO DIRECTOR DEL PLANTEL FECHA: 2009