Trabajo Hidraulica I Linea de Conduccion MODIFICADO

8/16/2019 Trabajo Hidraulica I Linea de Conduccion MODIFICADO

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Hidráulica Urbana I

INTRODUCCION

Facultad Ingeniería Civil Página 1


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Tradicionalmente en el Perú y en nuestra región en particular, la conducción del agua se

ha realizado por gravedad. Fueron los incas quienes realizaron monumentales obras de

captación de agua desde los ríos para irrigar los terrenos de cultivo, aprovechando la

ubicación, naturaleza y topografía del terreno, siendo una forma viable y económica.

as!ndonos en lo ya antes mencionado nuestro traba"o consiste en el dise#o de una línea

de conducción de agua por gravedad.

$uestra línea de conducción se dar! de una c!mara reductora de presión a otra c!mara

reductora de presión, en la cual hemos aplicado las condiciones clim!ticas y topogr!ficas

del lugar.



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DISEÑO DE UNA LINEA DE CONDUCCIÓN DE

UNA CAMARA REDUCTORA DE PRESION A

OTRA CAMARA REDUCTORA DE PRESION

I - OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS



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a) OBJETIVO GENERAL

• %ise#ar una línea de conducción por gravedad desde una c!mara reductora de

presión a otra c!mara reductora de presión.

• &stablecer criterios para el dise#o de líneas de conducción de zona urbana.

b) OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

'onocer los distintos tipos de mecanismos que se pueden usar para el dise#o de

una línea de conducción.

(tilizar m)todos adecuados para determinar el di!metro de la tubería y accesorios.

*ane"ar las operaciones de mantenimiento preventivo y las actividades de

mantenimiento correctivo.

+perar un plan de traba"o sobre el mantenimiento del sistema de agua.

II - MARCO CONCEPTUAL



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1)LÍNEA DE CONDUCCIÓN DE AGUA POTABLE.-

e denomina línea de conducción a la parte del sistema constitutivo por el con"unto de

ductos y accesorios destinados a transportar el agua desde donde se encuentra en

estado natural hasta un punto que puede ser un tanque de almacenamiento o bien una

planta potabilizadora- la capacidad de esta línea debe calcularse con el gasto m!imo

diario.

/as líneas de conducción las podemos dividir en dos tipos0 las líneas de conducción por

gravedad y líneas de conducción de bombeo. $uestro traba"o es dise#ar una línea de

conducción por gravedad por lo cual nos ocuparemos de ello

2) LÍNEAS DE CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD.-

(na línea de conducción por gravedad est! constituida por la tubería que conduce el agua

en nuestro caso desde una c!mara reductora de presión hasta otra reductora de presión,así como las estructuras, accesorios, dispositivos y v!lvulas integradas a ellas. Para este

dise#o se debe tener en cuenta la carga disponible o diferencia de elevación, capacidad

para transportar el gasto m!imo diario, la tubería y el di!metro y las estructuras que se

precisen para el buen funcionamiento.

/as tuberías empleadas en los sistemas de abastecimiento de agua son0

• Tubería de fierro.

• Tubería de asbesto1cemento 2ac3

• Tubería de policloruro de vinílico 2P4'3.

3) C!a"a# "$!%& %"'( $ "&*+,$"a# *& %"'(&structura que permite disipar la

energía y reducir la presión relativa a cero 2presión atmosf)rica3, con la finalidad de evitar

da#os a la tubería.

/) Ca"0a *'!',a&n cualquier punto de la línea, representa la diferencia de la carga

est!tica y la p)rdida de carga por fricción en la tubería.

) G$%& *& a"'&&e denomina a la sobrepresión que reciben las tuberías, por efecto del

cierre brusco del flu"o de agua.

) L4&a 0"a*'&& 5'*"+',a &s la línea que indica la presión en columna de agua a lo

largo de la tubería ba"o condiciones de operación.

6) N'7& *& ,a"0a ',a 5epresenta la carga m!ima a la que puede estar sometida

una tubería al agua cuando se interrumpe bruscamente el flu"o.



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8) P9"*'*a *& ,a"0a +'a"'a :5;) &s la p)rdida de energía en la tubería por unidad de

longitud debida a la resistencia del material del conducto al flu"o del agua. e epresa en

m67m. o m6m.


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I I I DISEÑO DE L A LINEA DE CONDUCCION

1- APLICACIÓN

/a aplicación de la presente guía ser! en sistemas rurales y peque#as localidades.

2 - INFORMACIÓN B?SICA

Para el dise#o se requiere de0

a3 8nformación de la población.

b3 8nvestigación de la fuente0 'audal y temporalidad, realizar un levantamientosanitario de la fuente.

c3 Plano topogr!fico de la ruta seleccionada.

d3 &l tipo de uelo

e3 'alidad fisicoquímico de la fuente.

3 - TRA@ADO

e tomar! en cuenta lo siguiente0

a3 &vitar pendientes mayores del 9:; para evitar velocidades ecesivas.b3 &n lo posible buscar el menor recorrido siempre y cuando esto no conlleve a

ecavaciones ecesivas u otros aspectos.

c3 &vitar cruzar por terrenos privados o comprometidos para evitar problemas

durante la construcción y en la operación y mantenimiento del sistema.

d3 *antener las distancias permisibles de vertederos sanitarios, m!rgenes de ríos,

terrenos aluviales, nivel fre!tico alto, cementerios y otros servicios.

e3 (tilizar zonas que sigan o mantengan distancias cortas a vías eistentes o que

por su topografía permita la creación de caminos para la e"ecución, operación ymantenimiento.

f3 &vitar zonas vulnerables a efectos producidos por fenómenos naturales y

antrópicos.

g3 Tener en cuenta la ubicación de las canteras para los pr)stamos y zonas para la

disposición del material sobrante, producto de la ecavación.



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h3 &stablecer los puntos donde se ubicar!n instalaciones, v!lvulas y accesorios, u

otros accesorios especiales que necesiten cuidados, vigilancia y operación.

/. - CAUDAL DE DISEÑO

Para el dise#o de líneas de conducción se utiliza el caudal m!imo diario para el período

del dise#o seleccionado.

/.1 Ca"0a ',a *'!',a

/a 'arga &st!tica m!ima aceptable ser! de


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.- TUBERÍAS

Para la selección de la clase de tubería se debe considerar los criterios que se indican en

la figura >.

Figura >. Presiones de traba"o para diferentes clases de tubería de P4'

e deber! seleccionar el tipo de tubería en base a la agresividad del suelo y al

intemperismo. &n este último caso, de usarse el fierro galvanizado se le dar! una

protección especial.

?quella en caso que por la naturaleza del terreno, se tenga que optar por tubería

epuesta, se seleccionar! por su resistencia a impactos y pueda instalarse sobre soportes

debidamente anclados.

.1 D'!&"$# *& +b&"4a#.%ise#aremos de tal forma que la velocidad de flu"o no sea tan lenta, para evitar los

sedimentos- ni tan r!pida, para evitar el desgaste de la tubería.

/a velocidad mín ser! :.@m6s y la m! ser! de


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6.- ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS.

.1. C!a"a *& 77+a *& a'"&.

&l aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del !rea del flu"o del

agua, produciendo un aumento de p)rdida de carga y una disminución del gasto.

Para evitar esta acumulación es necesario instalar v!lvulas de aire autom!ticas

2ventosas3 o manuales 2figura 93.

Figura0 9. 4!lvula de aire manual

.2. C!a"a *& 77+a *& %+"0a.

/os sedimentos acumulados en los puntos ba"os de la línea de conducción con

topografía accidentada, provocan la reducción del !rea de flu"o del agua, siendo

necesario instalar v!lvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza de

tramos de tuberías 2figura A3.



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.3. C!a"a

"$!%&-%"'(&n las líneas de conducción por gravedad la carga est!tica originada por el

desnivel eistente entre el sitio de captación y algunos puntos a lo largo de

la línea de conducción puede crear presiones superiores a la presión

m!ima que soportaría una determinada clase de tubería. &llo obliga a

disipar esa energía antes que provoque da#osa la misma. Para evitar tales

da#os se recurre a v!lvula reguladora de presión o camara rompe presión.

Pilas rompe presión son destinadas a reducir la presión a cero 2pila atmosf)rica3

mediante transformación de la energía disponible en altura de velocidad. 2fig.


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Fig.< %epósito intermedio o c!mara rompe presiones

Fig.


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,.- DIMENSIONAMIENTO.

Para el dimensionamiento de la tubería, se tendr!n en cuenta las siguientes condiciones0

6.1 La L4&a 0"a*'&& 5'*"+',a :L. G. =.)

/a línea gradiente hidr!ulica estar! siempre por encima del terreno. &n los puntos

críticos se podr! cambiar el di!metro para me"orar la pendiente.

6.2 P9"*'*a *& ,a"0a +'a"'a :5;)Para el propósito de dise#o se consideran0

&cuaciones de Bazen y Cilliams para di!metros mayores a > pulgadas o hay

fórmulas di!metros menores a > pulgadas como la de Fair Chipple.

.- COMBINACIN DE TUBERÍAS

&s posible dise#ar la línea de conducción mediante la combinación de tuberías, tiene la

venta"a de optimizar las p)rdidas de carga, conseguir presiones dentro de los rangosadmisibles y disminuir los costos del proyecto.

e define lo siguiente0

Bf D P)rdida de carga total 2m3.

/ D /ongitud total de tubería 2m3.

E D /ongitud de tubería de di!metro menor 2m3.

/1E D /ongitud de tubería de di!metro mayor 2m3.

hf= D P)rdida de carga unitaria de la tubería de mayor di!metro.hf> D P)rdida de carga unitaria de la tubería de menor di!metro.

/a p)rdida de carga total deseada Bf, es la suma de p)rdidas de carga en los dos tramos

de tubería 2figura 3.

Bf D hf> E G hf= 2/1E3



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Figura . Perfil de la combinación de tuberías

IV PROCEDIMIENTO

=. 5eunimos nuestra fuente de información, apuntes de clases, libros e 8nternet.

>. Trazamos nuestra línea de conducción con las cotas dadas.

9. e realizó una evaluación del impacto ambiental que podría causar el proyecto.

A. Ballamos nuestro caudal promedio según la cantidad de población y la dotaciónpara luego hallar el caudal de dise#o.


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V ESTUDIO DEL IMPACTO AMBIENTAL

/a evaluación del impacto ambiental es necesaria en la concepción de proyectos, que

dada la naturaleza de transformar el medio puede ocasionar irreparables da#os a los

elementos del ecosistema.

/a modificación del flu"o y utilización del agua, construcción de sistemas de irrigación, de

diques y de embalses, utilización de agua contaminada en las ciudades superpobladas y

desprovistas de instalaciones sanitarias satisfactorias son acciones que producen

cambios en el medio ambiente.

Tambi)n, se altera el entorno geogr!fico de la localidad en la que se desarrolla o e"ecutala obra.



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VI MEMORIA DESCRIPTIVA

1. PAR?METROS DE DISEÑO

Ca%/a0'() 1 '!mara 5eductora de Presión

Pu)/$ #! ll!"a#a 1 '!mara 5eductora de Presión

P$2la0'() #! #'&!3$ 1 =:::: habitantes

L$)"'/u# a0u4ula#a 1 >=:: m.

T'%$ #! &u!l$ 1 'onglomerado

2. DATOS DEL DISEÑO.

a5 D$/a0'() P! 0á%'/a1 %e acuerdo ?l 5eglamento $acional de &dificaciones 25$&3

se considerar! la siguiente dotación.

Población D =:::: Bab.

Población 5ural J >::: Bab.

e trata de una P$2la0'() u2a)a.

'lima Templado K A:: m.s.n.m. ?ltitud de la zona0 : m.s.n.m.

e trata de un %istrito con Cl'4a /!4%la#$.

&l 5$& &specifica una dotación de >>: lt6seg.

25 Va'a0'() #! C$)&u4$1 Para los efectos de variación de consumo se

considerar!n los siguientes valores0

(tilizaremos la &cuación Leneral, porque el caudal ser! obtenido para un número

determinado de pobladores.



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%onde0

Md D 'audal de %ise#o.

Mp D 'audal Promedio.

7= D 'oeficiente de variación diaria.

7= D =.9

P D $úmero de Babitantes.

% D %otación por habitante 2lt6día3

VII CALCULOS IDR7ULICOS


!d " !p # $ 1 x 1.05

!% " P # &864


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A) =ALLANDO EL CAUDAL DE DISEÑO.

CAUDAL DE DISEÑO.

NBD 9 1 AA@ D m

P% D =:::: hab

/D>=:: m

8# 9 :;.,* L/

a D

a= 77

2100(34.752)

a 9 ?.:?:6 @ ?-;

alla4$& &!") /a2la #! C$!'0'!)/! #! Ru"$&'#a#1


!d " !p # $ 1


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1A

1<

Ballando las longitudes.

/OD >=:: =.:<

/O D>>:<

X = 77−[(0.7152 x 10−5 ) x (2205 ) x (34.752 )]

(34.752) x [ (0.2120 x10−4 )−(0.7152 x10−5 ) ]

X =3416.48

Como X> L esos nos indica que emplearemos la tubería de∅

1 en todo la longitud

Hallamos Diámetro Nominal:

Según catálogo de tuberías Nicoll:

DN = diámetro !"espesor#

∅1=200−2 (7.3)=185.4 mm

Hallamos las $elocidades:



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0.1854

¿¿

¿2

¿

πx¿

¿

V 1=Qd

A1=34.75/1000

¿

Hallamos %erdida de Carga:

H f =d1 x a1

H f =2100 x0.2120 x10−4

H f =0.04452m

OBRAS COMPLEMENTARIAS

a3 Válvula Pu"a1

/a tubería para v!lvula de purga es0

∅tuberia=∅tuberiade purga

b# Válvula #! A'!1

&pulsar aire0

8} over {8} =1

∅tuberia1=∅tuberia

8 =¿



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c# D'&!3$ Ca"a R!#u0/$a #! P!&'()1

H =1.56 V

2

2g

H =1.56 1.29

2

2(9.81)

H =0.13

/D:.

VIII RECOMENDACIONES.

• &s recomendable realizar m!s de un m)todo en la realización de un proyecto y

demostrar por qu) se elige un m)todo que es razonablemente el adecuado.

•

(na vez obtenidos los resultados lo recomendable es revisarlos nuevamente yaque podrían presentar algún error y es me"or detectarlo antes y corregirlo.



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I OBSERVACIONES.

• /os di!metros nominales de las tuberías varían según las marcas como es el caso

de las tuberías $icoll que nos ofrece un cat!logo que difieren con los di!metros

reales y con cat!logos de otras marcas.

• &l reglamento nacional de edificaciones nos fi"a los requisitos mínimos a los que

deben su"etarse los dise#os de captación y conducción de agua para consumo

humano en localidades de clima templado. $uestra población de dise#o es de

=:::: habitantes por lo tanto lo hemos utilizado de forma referencial.



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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

• 8*+$ ?5+'B?. ?bastecimiento de agua ediciones vega srl caracas =.

• 5&L/?*&$T+ $?'8+$?/ %& &%8F8'?'8+$& a#o >::@ *inisterio de 4ivienda

y 'onstrucciones /ima1Perú.

• ??T&'8*8&$T+ %& ?L(? Q ?/'?$T?58//?%+, 4ierendel =< /ima RPerú.

• S+ 'P&%& ??$T+, carreteras, dise#o moderno primera edición.



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ANEOS



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CATALOGO DE TUBERIAS NICOLL



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l d i í i il á i

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