La asignatura de Instalaciones y Maquinas Hidráulicas tiene como principal objetivo dotar al alumno del grado de ingeniería mecánica de los conocimientos básicos y de los principios fundamentales de la ingeniería fluidomecanica aplicada a instalaciones industriales y a maquinas hidráulicas de gran relevancia en nuestra sociedad, haciendo hincapié en aquellas de producción y distribución de energía de última generación, necesario para el desempeño de las funciones prácticas de la ingeniería mecánica.



La asignatura Instalaciones y Máquinas Hidráulicas se oferta a los alumnos de la titulación de Grado de Ingeniería Mecánica.

Se trata de una continuación de la asignatura de Mecánica de Fluidos basada en la aplicación de los principios de la Mecánica de Fluidos al diseño y cálculo de los distintos tipos de máquinas hidráulicas: turbobombas, bombas de desplazamiento positivo, turbinas hidráulicas, ventiladores y aerogeneradores, así como a las instalaciones a ellas asociadas: instalaciones de bombeo, instalaciones de ventilación y centrales hidroeléctricas.



Las máquinas hidráulicas han sido utilizadas desde tiempos históricos. La rueda hidráulica de paletas, el tornillo de Arquímedes, las panémonas para el aprovechamiento de la energía del viento, se utilizan desde varios siglos antes de Jesucristo. Las máquinas hidráulicas fueron uno de los motores de la revolución industrial y sigue teniendo su estudio una gran importancia en la formación de los ingenieros, por la gran presencia de este tipo de máquinas e instalaciones en las industrias.

1. Conocer, comprender y aplicar los conceptos de la ciencia y la tecnología de los diferentes tipos de máquinas hidraulicas y sus correspondientes instalaciones.

2. Aplicar las estrategias propias de la metodología científica: analizar la situación problemática cualitativa y cuantitativamente, plantear hipótesis y soluciones al cálculo de las máquinas hidráulicas y las instalaciones asociadas a ellas.

3. Comunicar adecuadamente los conocimientos, procedimientos, resultados, destrezas y aspectos de las máquinas hidráulicas y sus instalaciones utilizando el vocabulario y la terminología específica y los medios apropiados.

4. Desarrollar diseños y procesos de instalaciones hidráulicas de acuerdo con la tecnología específica de máquinas hidráulicas aplicando las especificaciones y reglamentos de obligado cumplimiento.

5. Realizar mediciones, cálculos y estudios sobre los parámetros de funcionamiento de los distintos tipos de máquinas hidráulicas.

1. Turbomáquinas hidráulicas: generalidades y principios fundamentales. Definición y clasificación de las máquinas hidráulicas, así como las partes fundamentales de una turbomáquina, sus formas de representación y los triángulos de velocidades. Nomenclatura correspondiente a alturas, caudales, potencias, pérdidas y rendimientos, tanto en bombas como en turbinas. Aplicación del teorema fundamental de las turbomáquinas o de Euler a turbinas y a bombas.

2. Semejanza y análisis dimensional aplicado a las turbomáquinas. Análisis de las semejanzas y analogías que deben existir entre dos turbomáquinas para poder transferir sus respectivos comportamientos. Determinación mediante la utilización del teorema de Buckingham de los parámetros adimensionales más importantes en turbomáquinas, analizando el teorema fundamental de Combes-Bertrand-Rateau. Introducción al concepto de velocidad específica presentación de ejemplos de turbomáquinas homólogas.

3. Turbobombas hidráulicas. Estudio de los elementos, los tipos constructivos, las curvas características, la regulación y el funcionamiento de las turbobombas.

4. Máquinas de desplazamiento positivo. Análisis de los distintos tipos de máquinas de desplazamiento positivo, sus elementos, su forma de funcionamiento y sus curvas carácterísticas.

5. Instalaciones de bombeo. Estudio del cálculo y los detalles constructivos de las instalaciones de bombeo simples, las compuestas y las instalaciones de sobrepresión.

6. Ventiladores e instalaciones de ventilación. Análisis de los elementos, los tipos constructivos, las curvas características, la regulación y el funcionamiento de los ventiladores, así como su aplicación a las instalaciones de ventilación.

7. Centrales hidroeléctricas. Descripción de la disposición de conjunto de centrales hidroeléctricas. Análisis de los tipos de saltos a considerar, los tipos de centrales hidroeléctricas, así como sus elementos constitutivos fundamentales. Estudio de los distintos tipos de curvas características y sistemas de regulación.

8. Turbinas hidráulicas. Análisis de los elementos, los tipos constructivos, las curvas características, la regulación y el funcionamiento de las turbinas hidráulicas.

9. Centrales eólicas. Estudio de la teoría general de los aerogeneradores y la ley de Betz y descripción de los distintos tipos de aerogeneradores disponibles.

10. Redes de abastecimiento de agua y de saneamiento. Estudio de la captación, regulación, conducción y distribución de agua, así como la recogida y distribución de aguas residuales.

En esta asignatura se utilizan diversas metodologías de enseñanza, siendo las más utilizadas la resolución de problemas y el aprendizaje basado en proyectos. Se potenciará el trabajo autónomo, mediante el uso de recursos bibliográficos que ayuden al alumnado a comprender los distintos aspectos de la materia y el trabajo en equipo.



En las clases magistrales se expondrán los temas establecidos en el programa de la asignatura.

Se impartirán clases de exposición de los contenidos conceptuales de la materia, con participación del alumnado en debates ocasionales sobre los mismos.



Las prácticas de aula serán un complemento de las clases magistrales, en las que se desarrollarán ejercicios, cuestiones prácticas y proyectos.



La resolución de cuestiones y problemas en el aula se realizará de forma participativa. Se proporcionarán problemas y ejercicios que desarrollarán individualmente o en grupo, lo que permitirá profundizar en el conocimiento teórico de la materia y relacionar las Instalaciones y Máquinas Hidráulicas, con otras áreas afines. Se fomentará la formulación de cuestiones y la discusión abierta, de forma que el alumnado adquiera destrezas relacionadas con la comunicación oral, la capacidad de síntesis y el trabajo en equipo.



Los proyectos se desarrollarán tanto en clase como fuera de ella. Se lograrán tanto conocimientos como competencias. El alumnado aprenderá a ser más autónomo, trabajará en un entorno colaborativo, y mejorará sus competencias en comunicación.



Las prácticas de laboratorio serán un complemento práctico de la asignatura.

En las prácticas de laboratorio se desarrollarán trabajos experimentales para adquirir conocimientos y destrezas de técnicas experimentales empleadas en Instalaciones y Máquinas Hidráulicas, reflejando los avances en un informe técnico final de las mismas.

Mediante las prácticas de laboratorio, se espera formar al alumno en los siguientes puntos:

- Repasar, profundizar y emplear los conceptos teóricos.

- Tomar experiencia práctica en la medición de datos y ensayos experimentales.

- Familiarizarse con el trabajo en equipo, algo muy necesario en su futuro trabajo como ingeniero.



Las prácticas de laboratorio se llevarán a cabo en grupos, formados como máximo por 6 alumnos.

En las prácticas de laboratorio, se verifica la asistencia con la lista de clase.

Para facilitar y asegurar el aprendizaje del alumnado, se hará un seguimiento tanto de las prácticas de aula como de las de laboratorio. Se proporcionará feed-back en base a criterios de evaluación previamente establecidos, de manera que los y las estudiantes tengan la oportunidad de tomar conciencia de su aprendizaje, así como de las formas de mejorarlo.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los estudiantes serán informados puntualmente.



Si el alumno quiere lograr un conocimiento claro de la asignatura, deberá realizar un trabajo continuo durante el curso, para asimilar y dominar los conceptos.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 50
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 20
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 30

SISTEMA DE EVALUACIÓN CONTINUA: El alumnado será calificado por las diferentes tareas desarrolladas a lo largo del curso de la siguiente manera:

1. Examen escrito a desarrollar: 50% (Este examen puede contener preguntas de teoría a desarrollar, cuestiones, problemas y/o preguntas de tipo test)

2. Realización de las prácticas de laboratorio: 20%

3. Trabajos En Equipo (Resolución De Problemas, Diseño De Proyectos): 30%. La evaluación de cada proyecto desarrollado a lo largo del curso puede contemplar: informe de detalle del proyecto, exposición al resto de la clase y defensa a las cuestiones planteadas tras la exposición.



SISTEMA DE EVALUACIÓN FINAL: Este sistema contempla la posibilidad de evaluar los resultados de aprendizaje a través de una prueba (artículo 8 de la Normativa reguladora de la Evaluación del alumnado en las titulaciones oficiales de Grado), formada por uno o más exámenes y actividades de evaluación global de la asignatura. En cualquier caso, será condición para poder acogerse a este sistema de evaluación entregar, antes de la finalización del periodo docente, los proyectos correspondientes a las temáticas planteadas en clase al resto del alumnado. En este caso los proyectos tendrán carácter individual y su evaluación, además de escrita, puede contemplar una defensa oral.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los estudiantes serán informados puntualmente.



En todos los grupos de la asignatura se realizará la misma prueba final.

La convocatoria extraordinaria consta de una prueba escrita a desarrollar (50%). Podrán conservarse los resultados positivos obtenidos por el alumnado durante el curso o examen de la convocatoria ordinaria (Prácticas de laboratorio + Proyectos = 50%). En el caso de haber obtenido algún resultado negativo mediante la evaluación continua llevada a cabo durante el curso, dichos resultados no podrán mantenerse para la convocatoria extraordinaria y deberán volver a entregarse los informes de esos proyectos o prácticas de laboratorio. La evaluación de dichos informes puede contemplar también una defensa oral.



En caso de no haber participado de la Evaluación Continua o no disponer de ninguna calificación de los proyectos, existirá la posibilidad de evaluar los resultados de aprendizaje a través de una prueba formada por uno o más exámenes y actividades de evaluación global de la asignatura. En cualquier caso, será condición para poder acogerse a este sistema de evaluación entregar los proyectos correspondientes a las temáticas planteadas en clase al resto del alumnado durante su Evaluacion Continua. En este caso los proyectos tendrán caracter individual y su evaluación, además de escrita puede contemplar una defensa oral.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los estudiantes serán informados puntualmente.

Apuntes de la asignatura.
Colección de problemas de instalaciones y máquinas hidráulicas.
Guía de prácticas de laboratorio.

Bibliografía básica

- Agüera Soriano, J "Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidráulicas". Ed. Ciencia 3, 1996

- Mataix, C "Turbomáquinas Hidráulicas". Ed. ICAI. 1975

- Cabrera, E. y otros. Ingeniería hidráulica aplicada a los sistemas de distribución de agua. Volúmenes I y II - Universidad Politécnica de Valencia. Grupo Mecánica de fluidos. - Valencia 1996

- Karassik, I.J. y otros. "Manual de Bombas". Ed. Mc. Graw-Hill

- Larreategui, A. "Elementos de Máquinas Hidraulicas". Ed. Escuela Superior de Ingenieros de Bilbao

Bibliografía de profundización

- Teoría y problemas de máquinas hidráulicas. Antonio Viedma Robles y Blas Zamora Parra. Horacio Escarabajal editores. 2008

Revistas

- Ingeniería del agua.
- Tecnología del agua.