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7.61. Recursos Hidráulicos (Obligatorio)

7.61.1. Justificación ↑ Volver arriba

Recursos Hidráulicos aborda la planificación integral de proyectos de aprovechamiento hídrico: desde el análisis de disponibilidad y demanda (riego, uso municipal, energía, navegación, caudal ecológico) y la hidrología subterránea, hasta la formulación y evaluación de proyectos mediante criterios económicos, financieros, ambientales, sociales y multicriterio. El curso cierra con la aplicación de programación lineal y criterios de optimización de sistemas, y con los criterios de operación y el marco normativo nacional que rigen los proyectos de recursos hídricos en el Perú.

7.61.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Analizar la disponibilidad y demanda de recursos hídricos para distintos usos, incluyendo el componente de aguas subterráneas.
2. Formular proyectos de recursos hídricos definiendo el problema, las alternativas, el cronograma y el presupuesto.
3. Evaluar alternativas de proyecto mediante criterios económicos, financieros, ambientales, sociales y multicriterio.
4. Aplicar programación lineal y criterios de optimización de sistemas al planeamiento de recursos hídricos.

7.61.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

ABET-6) Habilidad para desarrollar y conducir experimentación apropiada, analizar e interpretar datos, y utilizar el criterio de ingeniería para obtener conclusiones. (Usage)

7.61.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.61.4.1. Introducción y Metodología de Análisis de Recursos Hídricos (6 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Loucks and van Beek, 2017)

Temas

1. Definiciones y metodología de análisis de proyectos de recursos hídricos. Historia del desarrollo de los recursos hídricos.
2. Estado situacional de los recursos hídricos en el Perú y el Plan Nacional de Recursos Hídricos.
3. Manejo de información básica y herramientas de simulación de recursos hídricos.

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir el marco metodológico general para el análisis de proyectos de recursos hídricos [Familiarizarse].
2. Recopilar y organizar la información básica necesaria para un estudio de recursos hídricos [Usar].

7.61.4.2. Ciclo Hidrológico y Balance Hídrico (11 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Chow et al., 1988; Loucks and van Beek, 2017)

Temas

1. Ciclo hidrológico y conceptos de balance hídrico
2. Medición y análisis de precipitación
3. Estimación de evaporación y evapotranspiración
4. Teoría de infiltración y procesos lluvia-escorrentía

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Explicar el ciclo hidrológico y cuantificar los componentes del balance hídrico [Familiarizarse]
2. Analizar datos de precipitación y desarrollar relaciones profundidad-área-duración [Evaluar]
3. Estimar evaporación y evapotranspiración usando métodos empíricos [Usar]
4. Aplicar modelos de infiltración para estimar escorrentía a partir de eventos de lluvia [Evaluar]

7.61.4.3. Hidrología Superficial y Modelación de Cuencas (9 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Chow et al., 1988; Loucks and van Beek, 2017)

Temas

1. Análisis de hidrogramas y método del hidrograma unitario
2. Modelación de cuencas y simulación hidrológica
3. Medición de caudal y técnicas de aforo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Derivar hidrogramas unitarios y sintetizar hidrogramas de escorrentía [Usar]
2. Desarrollar modelos de cuenca usando herramientas de software para simulación hidrológica [Usar]
3. Realizar mediciones de caudal e interpretar curvas de duración de caudales [Evaluar]

7.61.4.4. Análisis de Frecuencia de Crecidas y Cambio Climático (8 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Chow et al., 1988; Loucks and van Beek, 2017)

Temas

1. Análisis de frecuencia de crecidas y tormentas de diseño
2. Métodos de tránsito hidrológico para cauces y embalses
3. Impactos del cambio climático en sistemas hidrológicos

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Realizar análisis de frecuencia de crecidas usando métodos estadísticos [Evaluar]
2. Transitar hidrogramas de crecida a través de cauces y embalses [Usar]
3. Evaluar los impactos del cambio climático en la hidrología de cuencas y sus implicaciones de diseño [Evaluar]

7.61.4.5. Hidrología Subterránea (8 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Fetter, 2001)

Temas

1. Tipos de acuíferos: confinados, no confinados y semiconfinados
2. Ley de Darcy aplicada al flujo de agua subterránea y conductividad hidráulica
3. Hidráulica de pozos: ecuaciones de Theis y Thiem para régimen transitorio y permanente
4. Pruebas de bombeo y estimación de parámetros hidrogeológicos (transmisividad, almacenamiento)
5. Modelación numérica de flujo subterráneo y balance hídrico de acuíferos
6. Interacción entre aguas subterráneas y superficiales y uso conjunto de recursos
7. Calidad de agua subterránea y transporte básico de contaminantes
8. Diseño y construcción de pozos de abastecimiento
9. Gestión sostenible de acuíferos y prevención de sobreexplotación

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Clasificar tipos de acuíferos y describir sus condiciones de frontera hidráulica [Familiarizarse]
2. Aplicar la ley de Darcy para calcular caudales y velocidades de flujo subterráneo [Usar]
3. Resolver las ecuaciones de Theis y Thiem para determinar el abatimiento en pozos de bombeo [Evaluar]
4. Estimar parámetros hidrogeológicos a partir de datos de pruebas de bombeo [Usar]
5. Modelar el balance hídrico de un acuífero y evaluar escenarios de explotación [Evaluar]
6. Diseñar un pozo de abastecimiento considerando las características del acuífero [Usar]
7. Evaluar la sostenibilidad de la explotación de un acuífero y proponer medidas de gestión [Evaluar]

7.61.4.6. Planificación del Alcance y los Requisitos (12 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Institute, 2021b)

Temas

1. Técnicas de recopilación de requisitos para enfoques predictivos y adaptativos
2. Definición del alcance: declaración del alcance del proyecto vs. backlog del producto según el enfoque
3. Trazabilidad de requisitos: vincular los requisitos con los resultados en todos los enfoques
4. Descomposición del alcance: WBS para enfoques predictivos, estructuración del backlog para adaptativos

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Definir el alcance del proyecto y del producto utilizando técnicas apropiadas al enfoque de desarrollo seleccionado [Usar]
2. Comparar los enfoques de planificación del alcance en contextos de desarrollo predictivo y adaptativo [Evaluar]
3. Design a requirements traceability approach ensuring all deliverables are linked to stated stakeholder needs [Evaluar]

7.61.4.7. Planificación del Cronograma (2 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Institute, 2021b)

Temas

1. Técnicas de estimación de actividades: análogo, paramétrico, tres puntos y puntos de historia
2. Desarrollo del cronograma: ruta crítica para enfoques predictivos, planificación de sprints y releases para adaptativos
3. Incorporar flexibilidad en el cronograma: reservas, contingencias y capacidad de iteración
4. Línea base del cronograma en enfoques predictivos vs. hoja de ruta de releases en adaptativos: comparación y uso

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Desarrollar un cronograma del proyecto apropiado al enfoque de desarrollo seleccionado [Usar]
2. Comparar las prácticas de programación en entornos de proyecto predictivos y adaptativos [Evaluar]
3. Evaluate a project schedule for realism, buffer adequacy, and alignment with scope and resource constraints [Evaluar]

7.61.4.8. Planificación de Costos y Presupuesto (1 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Institute, 2021b; Blank and Tarquin, 2017)

Temas

1. Técnicas de estimación de costos: análoga, paramétrica, ascendente y de tres puntos
2. Estructura del presupuesto: línea base de costos, reservas de contingencia y reservas de gestión
3. Planificación de costos en entornos adaptativos: presupuestación de capacidad fija y costo por iteración
4. Establishing and maintaining the cost performance baseline and managing reserve drawdown

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Estimar los costos del proyecto y desarrollar un presupuesto utilizando técnicas apropiadas [Usar]
2. Adaptar las prácticas de planificación de costos para entornos de proyecto adaptativos e híbridos [Evaluar]
3. Evaluate the adequacy of a project budget including contingency and management reserves [Evaluar]

7.61.4.9. Evaluación Económica, Financiera y Social de Proyectos de Recursos Hídricos (12 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Blank and Tarquin, 2017)

Temas

1. Indicadores económicos de evaluación: Valor Actual Neto (VAN), Tasa Interna de Retorno (TIR) y relación Beneficio-Costo
2. Selección de alternativas de proyecto mediante comparación de indicadores económicos
3. Análisis de sensibilidad ante variaciones de costos, beneficios y tasa de descuento
4. Fuentes de financiamiento y estructuración financiera de proyectos hídricos
5. Capacidad de pago de los usuarios y esquemas tarifarios
6. Repartición de costos entre beneficiarios en proyectos de propósito múltiple
7. Evaluación social de proyectos: teoría del intercambio y precios sociales
8. Impactos distributivos y equidad en la evaluación social de proyectos

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Calcular el VAN, la TIR y la relación Beneficio-Costo de un proyecto de recursos hídricos [Usar]
2. Seleccionar entre alternativas de proyecto con base en indicadores económicos comparados [Evaluar]
3. Realizar un análisis de sensibilidad de la rentabilidad de un proyecto ante cambios en sus variables clave [Usar]
4. Evaluar fuentes de financiamiento y esquemas tarifarios en función de la capacidad de pago de los usuarios [Evaluar]
5. Repartir costos entre beneficiarios en un proyecto de propósito múltiple [Usar]
6. Aplicar principios de evaluación social para estimar el beneficio neto de un proyecto para la sociedad [Evaluar]

7.61.4.10. Evaluación de Impacto Ambiental y Métricas de Sostenibilidad (3 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Glasson and Therivel, 2019)

Temas

1. Proceso de EIA: tamizado, alcance, análisis de impacto, mitigación y participación pública
2. Métodos de predicción de impacto para aire, agua, suelo, ruido y sistemas ecológicos
3. Jerarquía de mitigación y diseño de planes de gestión ambiental
4. Marcos legales e institucionales para EIA
5. Conceptos de sostenibilidad y el triple resultado (medio ambiente, economía, sociedad)
6. Evaluación de impacto acumulativo y evaluación ambiental estratégica (EAE)
7. Evaluación de impacto social y métodos de compromiso con las partes interesadas
8. Métricas de sostenibilidad y marcos de indicadores (ej. ODS, Envision)
9. Herramientas de apoyo a la decisión y análisis multicriterio para diseño sostenible

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir las etapas clave de un proceso estandarizado de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) [Familiarizarse]
2. Predecir los impactos ambientales primarios de un proyecto de infraestructura propuesto sobre la calidad local del aire y agua [Usar]
3. Desarrollar medidas de mitigación para impactos ambientales significativos identificados [Evaluar]
4. Explicar los requisitos legales y el propósito de la EIA en el proceso de aprobación de proyectos [Familiarizarse]
5. Aplicar el marco del triple resultado para evaluar un proyecto de ingeniería simple [Evaluar]
6. Realizar un ejercicio de alcance para definir los límites y temas clave de una evaluación de impacto acumulativo [Evaluar]
7. Diseñar un plan de compromiso con las partes interesadas para un proyecto de desarrollo controversial [Usar]
8. Seleccionar métricas de sostenibilidad apropiadas para rastrear el desempeño de un proyecto de infraestructura verde [Evaluar]
9. Usar una herramienta simple de análisis de decisión multicriterio (ADM) para comparar diseños alternativos de proyectos [Usar]

7.61.4.11. Suma Ponderada y Métodos de Puntuación (3 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Triantaphyllou, 2000)

Temas

1. Modelo de suma ponderada (SAW): normalización de criterios, asignación de pesos y agregación
2. Métodos de elicitación de pesos: asignación directa, centroide de rangos y pesos de oscilación
3. Modelo de producto ponderado y su ventaja para criterios en escala de razón
4. Método VIKOR: clasificación de compromiso basada en la cercanía al ideal y la máxima utilidad de grupo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Aplicar el modelo de suma ponderada para clasificar alternativas y realizar análisis de sensibilidad sobre los pesos [Usar]
2. Elicitar pesos de criterios usando pesos de oscilación o centroide de rangos y justificar el método elegido [Usar]
3. Comparar las clasificaciones de suma ponderada y VIKOR y explicar las diferencias debidas al enfoque de agregación [Evaluar]

7.61.4.12. Formulación y Modelado de PL (6 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Hillier and Lieberman, 2021)

Temas

1. Variables de decisión, función objetivo (minimización y maximización) y tipos de restricciones
2. Formas estándar y canónica de una PL: conversión de desigualdades a igualdades y restricciones de no negatividad
3. Patrones comunes de modelado en PL: asignación de recursos, mezcla, planificación de producción y problemas de dieta
4. Modelado con restricciones blandas: métodos de penalización y relajación de metas en formulaciones de PL

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Formular un modelo de programación lineal a partir de una descripción verbal del problema, identificando variables, objetivo y restricciones [Usar]
2. Convertir una PL entre sus formas de desigualdad, igualdad (estándar) y canónica [Usar]
3. Evaluar la adecuación de un modelo de PL e identificar errores de modelado o supuestos de linealización inapropiados [Evaluar]

7.61.4.13. Criterios de Operación y Marco Normativo (3 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (del Agua (ANA), 2016)

Temas

1. Criterios de operación de sistemas de aprovechamiento hidráulico.
2. Marco normativo nacional de recursos hídricos (Ley de Recursos Hídricos y su reglamento).

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Aplicar criterios de operación a un sistema de aprovechamiento hidráulico [Usar].
2. Identificar el marco normativo nacional aplicable a un proyecto de recursos hídricos [Familiarizarse].

7.61.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Loucks, D. P. and van Beek, E. (2017). Water Resources Systems Planning and Management: An Introduction to Methods, Models, and Applications. Springer, 2nd edition.

Chow, V. T., Maidment, D. R., and Mays, L. W. (1988). Applied Hydrology. McGraw-Hill.

Fetter, C. W. (2001). Applied Hydrogeology. Prentice Hall, 4th edition.

Institute, P. M. (2021b). A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK Guide). Project Management Institute, 7th edition.

Blank, L. and Tarquin, A. (2017). Engineering Economy. McGraw-Hill, 8th edition.

Glasson, J. and Therivel, R. (2019). Introduction to Environmental Impact Assessment. Routledge, 5th edition.

Triantaphyllou, E. (2000). Multi-Criteria Decision Making Methods: A Comparative Study. Springer.

Hillier, F. S. and Lieberman, G. J. (2021). Introduction to Operations Research. McGraw-Hill, 11th edition.

del Agua (ANA), A. N. (2016). Ley de recursos hídricos, ley n.° 29338, y su reglamento. Technical report, Ministerio de Agricultura y Riego del Perú.