Cálculo de la Línea de Conducción del Tramo:
August 4, 2020 | Author: Anonymous | Category: N/A
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SUBGERENCIA DE ESTUDIOS DEFINITIVOS MMP
CONSULTORIA DISEÑO Y CONSTRUCCION
MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENCIONAMIENTO DE LA LINEA DE CONDUCCION
PROYECTO: “INSTAL ACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU”
MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENCIONAMIENTO DE LA LINEA DE CONDUCCION PROYECTO:
“INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU”
UBICACIÓN:
LUGAR
DISTRITO
PROVINCIA
JAYUJAYUNI - C.P. ICHU
PUNO
PUNO
DEPARTAMENTO PROYECTISTA:
PUNO
FECHA:
Y.T.V.Q. miércoles, 25 de febrero del 2009
Cálculo de de la Línea de Conducci Conducción ón del Tramo: Cámara de Captación Captación - Red de Distribución Distribución C.P. Ichu Ichu - Parcialidad Parcialidad Jayujayuni Jayujayuni
DETALLE
DATOS INICIALES
DOTACION POBLACION DE DI DISEÑO
PERIODO DE DI DISEÑO
304.00 Hab.
15 Años.
POBLACION A UTILIZAR 1 de 2,000 Hab. a 10,000 Hab.
DOTACION A UTILIZAR: 1 DOTACION ADOPTADA:
FRIO TEMPLA
CLIMA
COEFICIENTES DE DEMANDA DEMANDA DIARIA K 1 "= 1.30 " K K 2 "= 2.50 " K DEMANDA HORARIA % DE PERDIDAS EN LA RED 25.00 %
TUBERIA DE DISEÑO Recomiendo utilizar Nº de tub. @ tubería de Ø 1 1/6'' utilizar en la línea 1 1 /122'' '
1 FR IO
6 01
TIPO DE TUBERIA A UTILIZAR
120 Lts./Hab./Día
PRESION REQUERIDA
(R.N.E) 10 Tub.: Poli(cloruro de vin ilo)(PVC)
80 Lts./Hab./Día
Tubería establecida por el R.N.E.
PRES. MINIMA 1
10 m
El dise diseño ño de la red, red, está está ubic ubicad adoo en un Clima i ma Frío Frío,, en el cual cual se empl emplaz azar aráá 01 líne líneaa de cond conduc ucci ción, ó n, segú segúnn los los cálc cálcul ulos os esta establ blec ecid idos os,, el sistem s temaa func funcio iona na por por GRAVEDAD, ya que la Presión Relativa es Positiva.
DESCRIPCION, COTAS, DISTANCIAS HORIZONTALES Y OTROS DATOS DEL PROYECTO: DESCRIPCION
PUNTO
COTAS - NIVEL DINAMICO (m.s.n.m.)
001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023
2,314.40 m.s.n.m. 2,312.09 m.s.n.m. 2,311.94 m.s.n.m. 2,311.25 m.s.n.m. 2,306.99 m.s.n.m. 2,306.30 m.s.n.m. 2,306.08 m.s.n.m. 2,303.12 m.s.n.m. 2,302.85 m.s.n.m. 2,301.34 m.s.n.m. 2,293.00 m.s.n.m. 2,291.79 m.s.n.m. 2,289.18 m.s.n.m. 2,283.85 m.s.n.m. 2,280.59 m.s.n.m. 2,280.18 m.s.n.m. 2,277.17 m.s.n.m. 2,276.84 m.s.n.m. 2,275.48 m.s.n.m. 2,262.74 m.s.n.m. 2,258.16 m.s.n.m. 2,256.15 m.s.n.m. 2,255.16 m.s.n.m.
DISTANCIA HORIZONTAL (metros)
0.00 m 296.30 m 20.00 m 20.00 m 123.25 m 20.00 m 20.00 m 266.88 m 25.00 m 25.00 m 138.33 m 20.00 m 20.00 m 40.81 m 25.00 m 25.00 m 181.52 m 20.00 m 20.00 m 186.98 m 51.43 m 22.50 m 22.50 m
DISTANCIA HORIZ. ACUMULADA (Km + m)
00 Km + 000.00 m 00 Km + 296.30 m 00 Km + 316.30 m 00 Km + 336.30 m 00 Km + 459.55 m 00 Km + 479.55 m 00 Km + 499.55 m 00 Km + 766.43 m 00 Km + 791.43 m 00 Km + 816.43 m 00 Km + 954.76 m 00 Km + 974.76 m 00 Km + 994.76 m 01 Km + 035.57 m 01 Km + 060.57 m 01 Km + 085.57 m 01 Km + 267.09 m 01 Km + 287.09 m 01 Km + 307.09 m 01 Km + 494.07 m 01 Km + 545.50 m 01 Km + 568.00 m 01 Km + 590.50 m
LONGITUD DE TUBERIA (metros) ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ###
0.00 m 296.31 m 20.00 m 20.01 m 123.32 m 20.01 m 20.00 m 266.90 m 25.00 m 25.05 m 138.58 m 20.04 m 20.17 m 41.16 m 25.21 m 25.00 m 181.54 m 20.00 m 20.05 m 187.41 m 51.63 m 22.59 m 22.52 m
0 0.2963 0.3163 0.3363 0.45955 0.47955 0.49955 0.76643 0.79143 0.81643 0.95476 0.97476 0.99476 1.03557 1.06057 1.08557 1.26709 1.28709 1.30709 1.49407 1.5455 1.568 1.5905
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PROYECTO: “INSTAL ACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU”
2,241.06 m.s.n.m.
024
321.03 m
01 Km + 911.53 m
###
321.34 m
1.91153
01 Km + 913.85 m
LONGITUD TOTAL REAL DE TUBERIA :
DEL TRAZADO:
Para la ejecución del trazado de la Línea de Conducción del Proyecto: “INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU”, se supone que se han tomado en cuenta, aspectos de criterio para su funcionalidad, los cuales paso a presentar: a. Evitar pendientes mayores del 30% para evitar velocidades excesivas. b. En lo posible buscar el menor recorrido siempre y cuando esto no conlleve a excavaciones excesivas u otros aspectos. c. Evitar cruzar por terrenos privados o comprometidos para evitar problemas durante la construcción y en la operación y mantenimiento del sistema. d. Mantener las distancias permisibles de vertederos sanitarios, márgenes de ríos, terrenos aluviales, nivel freático alto, cementerios y otros servicios. e. Utilizar zonas que sigan o mantengan distancias cortas a vías existentes o que por su topografía permita la creación de caminos para la ejecución, operación y mantenimiento. f. Evitar zonas vulnerables a efectos producidos por fenómenos naturales y antrópicos. g. Tener en cuenta la ubicación de las canteras para los préstamos y zonas para la disposición del material sobrante, producto de la excavación. h. Establecer los puntos donde se ubicarán instalaciones, válvulas y accesorios, u otros accesorios especiales que necesiten cuidados, vigilancia y operación.
De acuerdo a estos criterios, se presenta a continuación la sección de la línea de conducción.
2330
2320
2,314.40
MAX
2314.4 73
MIN
2241.1
7
DIST.
0.0765
1911.53
2,312.09 2,311.94 2,311.25
COTA 2310
x
2300
2290
2314.4 ## 2,306.99 2,306.30 2,306.08
y
X
Y
2,303.12 2,302.85 2,301.34
-0.0382 2316.2
2
2242.9
-0.0382 2310.7
2
2237.4
0.03823 2310.7
2
2237.4
0.03823 2316.2
2
2242.9
2,293.00 2,291.79 2,289.18 2,283.85 2,280.59 2,280.18 2,277.17 2,276.84 2,275.48
2280
2270
-0.0382 2314.4
2
2241.1
0.03823 2314.4
2
2241.1 2,262.74 2,258.16 2,256.15 2,255.16
2260
2250 2,241.06
2240
2230 0 1 . 0 -
0 4 . 0
0 9 . 0
0 4 . 1
0 9 . 1
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PROCEDIMIENTO DE CALCULO I. POBLACION
Según lo detallado en la sección 6.2.3. - Población, contenido en el Item 6.2.- Datos Básicos de Diseño, 6. - Sistema Condominial de Agua Potable, de la NORMA TECNICA OS-050 - Redes de Distribución de Agua para Consumo Humano, establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO II - Habilitaciones Urbanas, parte II.3 - OBRAS DE SANEAMIENTO, tenemos lo siguiente: Se deberá determinar la población de saturación y la densidad poblacional para el periodo de diseño adoptado. La determinación de la población final de saturación para el periodo de diseño adoptado se realizará a partir de proyecciones, utilizando la tasa de crecimiento por distritos establecida por el organismo oficial que regula estos indicadores. Según los datos iniciales de diseño, para el proyecto: “INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU”, se tiene una población de diseño establecido de 304.00 Habitantes, el cual esta establecido para un Período de Diseño de 15.00 Años, a partir de la fecha en la cual se establecerá el funcionamiento del sistema. II. DOTACION
Según lo detallado en la sección 6.2.4. - Dotación, contenido en el Item 6.2.- Datos Básicos de Diseño, 6. - Sistema Condominial de Agua Potable, de la NORMA TECNICA OS-050 - Redes de Distribución de Agua para Consumo Humano, establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO II - Habilitaciones Urbanas, parte II.3 - OBRAS DE SANEAMIENTO, tenemos lo siguiente: Se establece que la dotación promedio diaria anual por habitantes será la establecida en las normas vigentes, para el proyecto: “INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU”, la dotación diaria por habitante, se ajustara a los climas en los cuales se efectuan los servicios, de acuerdo a estudios realizados se tienen los siguientes valores:
CLIMA
POBLACION de 2,000 Hab. a 10,000 Hab. de 10,000 Hab. a 50,000 Hab. Más de 50,000 Hab.
FRIO 120 Lts./Hab./Día 150 Lts./Hab./Día 200 Lts./Hab./Día
TEMPLADO 120 Lts./Hab./Día 150 Lts./Hab./Día 200 Lts./Hab./Día
Datos : De acuerdo a las consideraciones iniciales del proyecto, se ha considerado una Población de Diseño de 304.00 Habitantes (de acuerdo a los análisis de estudio preliminar establecidos). Población : La Población considerada según los datos iniciales establecidos en el cuadro, será de 2,000 Habitantes a 10,000 Habitantes, considerando la dotación para un Clima Frío. Por tanto, según los datos iniciales, tenemos: - Dotación A Utilizar
:
120 Lts./Hab./Día
III. VARIACIONES DE CONSUMO
Según lo detallado en el Item 5. - Conducción, de la NORMA TECNICA OS-010 - Captación y Conducción de Agua para Consumo Humano, establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO II - Habilitaciones Urbanas, parte II.3 - OBRAS DE SANEAMIENTO, tenemos lo siguiente: Se denomina obras de conducción a las estructuras y elementos que sirven para transportar el agua desde la captación hasta al reservorio o planta de tratamiento. La estructura deberá tener capacidad para conducir como mínimo, el caudal máximo diario. Partiendo de esta prerrogativa, calcularemos primeramente el Promedio Anual de la Demanda ( Q P ), establecido por: QP =
( Dotación ) × (Población ) 86 , 400
Considerando una Dotación de 120.00 Litros/Habitante/Día, y una Población de 304.00 Habitantes, tenemos:
Q P = 0.422 Lts./Seg.
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Para los efectos de las variaciones de consumo, se considerará las siguientes relaciones, con respecto al Promedio Anual de la Demanda (Q P ) a) MAXIMO ANUAL DE LA DEMANDA DIARIA:
Teniendo en cuenta que los valores de ''K1'' estan entre 1.20 y 1.50, asumiremos el valor de : 1.30 Por tanto tenemos:
Q MAX . DIARIO
=
QP
×
Q MAX . DIARIO = 0.549 Lts./Seg.
K 1
b) MAXIMO ANUAL DE LA DEMANDA HORARIA:
Teniendo en cuenta que los valores de ''K 2'', dependen de la población a la cual se brindará el servicio, los mismos que para poblaciones de 2,000 a 10,000 Habitantes, es de 2.50 y para poblaciones mayores a 10,000 Habitantes, es de 1.80, asumiremos el valor de : 2.50 Por tanto tenemos:
Q MAX . HOR ARIO = Q P × K 2
Q MAX . HORARIO = 1.056 Lts./Seg.
c) GASTO MAXIMO MAXIMORUM:
Se refiere al gasto máximo horario del día de máximo consumo, para esto tenemos ''K1 = 1.30'', y ''K2 = 2.50''. Por tanto tenemos:
Q MAX . MA X . = Q P × K 1 × K 2
Q MAX . MAX . = 1.372 Lts./Seg.
Según las consideraciones asumidas para el diseño, tenemos que considerar una pérdida de 25.00 %, por la forma de captación que se esta realizando y posibles fugas en la línea de conducción. Además según lo especificado, se utilizará 01 línea de conducción. Por tanto tenemos: QCONDUCCION =
Q MAX . DIA + % PERDIDAS N º TUBERIAS A UTILIZAR
QCONDUCCION =
0.686 Lts./Seg.
IV. CALCULO DE LA LINEA DE CONDUCCION
Para el cálculo de las tuberías que estan trabajando a presión, se utilizará a Fórmula establecida por HAZEN y WILLIAMS, el cual se presenta a continuación: Q = 0.0004264 (C ) ( D 2.63 ) h f
Donde: C D
h f Q CONDUCCION
0.54
) Referencia: Arturo Rocha Felices, "HIDRAULICA DE TUBERIAS Y CANALES", Pg. 218.
: : : :
⎛ Pie ⎞ ⎜ Seg. ⎠⎟ ⎝
Coeficiente de Hazen y Williams Diámetro de la tubería (Pulgadas ) Pérdida de carga unitaria - pendiente (m/Km ) Caudal de conducción ( Lts./Seg. )
Según lo detallado en la sección 5.1.2. - Tuberías, contenido en el Item 5.1.- Conducción por Gravedad, 5. - Conducción, de la NORMA TECNICA OS-010 - Captación y Conducción de Agua para Consumo Humano, establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO II - Habilitaciones Urbanas, parte II.3 - OBRAS DE SANEAMIENTO, tenemos lo siguiente: Según la sección (e), Para el cálculo de las tuberías que trabajan con flujo a presión se utilizarán fórmulas racionales. En caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizarán los coeficientes de fricción que se establecen en la Tabla N° 01. Para el caso de tuberías no consideradas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado.
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TABLA Nº 01
COEFICIENTES DE FRICCIÓN "C " EN LA FÓRMULA DE HAZEN Y WILLIAMS ⎛ ⎞ C ⎜ Pie Seg .⎟ ⎝ ⎠
TIPO DE TUBERIA
14
(R.N.E) Tub.: Acero sin costura (R.N.E) Tub.: Acero soldado en espiral (R.N.E) Tub.: Cobre sin costura (R.N.E) Tub.: Concreto (R.N.E) Tub.: Fibra de vidrio (R.N.E) Tub.: Hierro fundido (R.N.E) Tub.: Hierro fundido con revestimi ento (R.N.E) Tub.: Hierro galvanizado (R.N.E) Tub.: Polietileno, Asbesto Cemento (R.N.E) Tub.: Poli(cloruro de vinilo)(PVC) Tuberías rectas muy lisas nuevas Tuberías de latón Tubería tipo ladrillo de saneamiento Tuberías de hierro fundido lisas y nuevas
15
Tuberías de fundición usadas y de acero roblonado nuevas
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tuberías de hierro fundido, 10 años de edad Tuberías de hierro fundido, 20 años de edad Tuberías de hierro fundido, 30 años de edad Tuberías de hierro fundido, 40 años de edad Tubería de hierro dúctil (DIP) Tubería de hierro galvanizado (HG) Tuberías de plomo Tuberia de acero Tubería de acero rolado Tubería de lata Tubería tipo bastón de madera Tuverías de vidrio Tuberías de alcantarillado vitrificadas Tuberías de fundición con algunos años de servicio Tuberías de fundición en malas condiciones Tuberías de plástico
120 100 150 110 150 100 140 100 140 '' 150.00 '' 140 135 100 130 110 107 089 075 064 120 120 130 130 110 130 120 140 110 100 080 150
O T N E M A S L E G N E O R I L C A A C O I D F I R D E E U E C D A L E A D N O O I D C I C A E N L B A T S E
E ) s D l e A a I n R i o O i c E d T A A s L t e A n e O i c i D f R e E o U C ( C S A M E A D I L L O I D W I C Y E L N B E A Z T A S H E
De acuerdo a los datos iniciales, para el diseño de la red de conducción, se tienen los siguientes parametros establecidos: se considerará un caudal de conducción de 0.69 Lts./Seg., y una pérdida de carga unitaria de 38.32 m/Km., además, la tubería a utilizar en el tramo proyectado, de acuerdo a lo asignado es ''( R.N.E) TUB.: POLI(CLORURO DE VINILO)(PVC)'', para el cual se tomará un Coeficiente de Fricción para la fórmula de Hazen y Williams de 150.00 √Pie/Seg. Remplazando estos valores en la fórmula establecida por HAZEN y WILLIAMS, y realzando los cálculos correspondientes para calcular el diámetro, tenemos: D =
1.17 Pulgadas ~
1 1/6''
Diámetro de Tubería Asumido: D A =
1 1/2 ''
Remplazando el valor de dia metro asumido (1 1/2'') , en la fórmula estable cida por HAZEN y WILLIAMS, nos establece que la tuberia establecida (01 línea de conducción), independie ntemente pueden trasladar un caudal hasta 1.34 Lts./Seg., y lo requerido es de 0.69 Lts./Seg., por lo cual, ''EL SISTEMA ES ADECUADO'' para su funcionamiento. V. CALCULOS HIDRAULICOS
Para tener una mejor visión del funcionamiento del sistema, se presentará la Línea de Gradiente Hidráulico (L.G.H.), el cual indica la presión de agua a lo largo de la tubería bajo condiciones de operación, lo cual se presenta a continuación: De acuerdo a los datos planteados, las cotas establecidas para el sistema, será un indicador de la carga disponible, para lo cual tenemos una cota de salida de 2,314.40 m.s.n.m., y una cota de llegada de 2,306.08 m.s.n.m.
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La carga disponible en el sistema, esta dado por:
Δ H = (Cota S de Salida ) − Cota Lde Llegada = 73.34 m
Se tiene que tener en cuenta que, el tramo del proyecto tiene una longitud horizontal de 00 Km + 499.55 m, pero, por las diferencias de cota entre cada punto, hace que la longitud de la tubería se incremente, haciendo por tanto una longitud total de tubería de 01 Km + 913.85 m (L = 1,913.85m.) La pérdida de carga unitaria, o también conocido como la pendiente, esta dada por: La pérdida de carga con el diámetro asumido (en Hazen y Williams), esta dada por:
h f =
Δ H L
= 38.32 m/Km
h f φ comercial = 11.24 m/Km
Considerándo que la longitud horizontal establecida para el sistema, es de 00 Km + 499.55 m, y que la longitud real de la tubería (considerando longitudes inclinadas de acuerdo a cada tramo), es de 01 Km + 913.85 m (1,913.85 m), con lo cual se calcula rá la pérdida de carga en el tramo. La pérdida de carga en el tramo, esta dada por:
H f =
× L
h f φ comercial
H f = 21.51 m
1 4 24 3
HAZEN Y WILLIAMS
En la línea de conducción, la presión representa la cantidad de energía gravitacional contenida en el agua. Se determina mediante la ecuación de Bernoulli. 2 2 P1 V 1 P2 V 2 Z 1 + + = Z 2 + + + H f γ γ 2g 2g Donde: Z : Cota de cota respecto a un nivel de referencia arbitraria P/ : Altura de carga de presión “ P es la presión y el peso especifico del fluido” (m ) V : Velocidad media del punto considerado (m/Seg. ) H f : Es la pérdida de carga que se produce de 1 a 2 Si V 1 = V 2 y como el punto inicial esta a presión atmosférica, o sea P 1 = 0. Entonces: Cálculo de la Presión Residual, la cual se tiene en la tubería, esta dado por:
P2 = Z 1 − Z 2 − H f γ
P = Δ H − H f
P
51.83 m PRESION RESIDUAL POSITIVA ( + ) =
Según los cálculos establecidos, el sistema puede funcionar como una red por GRAVEDAD, ya que la Presión Residual es Positiva, por tanto, la Red del Proyecto “INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y DISPOSICION SANITARIA DE EXCRETAS EN EL C.P. DE ICHU” es adecuada para funcionar adecuadamente. Además, según los requerimientos iniciales, la línea de conducción requiere de una presión mínima, lo cual esta establecido para que el sistema funcione adecuadamente, poniendo en consideración, que la Presión Residual es POSITIVA ( + ). TABLA Nº 02
PRESIONES REQUERIDAS PARA EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA PRESION REQUERIDA
DESCRIPCION
PRESION MINIMA
El Sistema, debe de funcionar adecuadamente, teniendo en consideración que, en su punto de salida (final del tramo), tenga una presión MINIMA establecida (en este caso 10.00 m).
PRESION MAXIMA
El Sistema, debe de funcionar adecuadamente, teniendo en consideración que, en su punto de salida (final del tramo), tenga una presión establecida como MAXIMO.
Comparándo los resultados y los requerimientos esablecidos, lo requerido para este sistema es una ''PRESION MINIMA''.
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PRESION RESIDUAL 51.83 m
> PRESION MINIMA REQUERIDA >
10.00 m
De acuerdo a esto, se presenta la representación de la LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO (L.G.H.), que establece la Pérdida de Carga o Energía, y marca la Carga Dinámica o Presión Residual, considerándo que ambas medid as nos establece la Carga Estática existente. 2330 2,314.40
2320
x
NIVEL ESTATICO
y 0 2314.4
2310
L.G.H.
1.91 2314.4
2300
PERDIDA DE CARGA
2290
0 2314.4
2280
0.96 2,303.65
2270
0 2314.4 1.91 2292.89
2260 2250
1.91 2314.4 1.91 2292.89
2240
PRESION RESIDUAL
1.91 2241.06
2230
0 2314 1.9115 2241.06
0 1 . 0 -
0 4 . 0
0 9 . 0
0 4 . 1
0 9 . 1
VI. ANALISIS DE LA LINEA DE CONDUCCION
Se realizará un análisis general de toda la línea (tramo or tramo), para de esta forma poder verific ar las presiones existentes en cada punto, de acuerdo a los crterios establecidos por Hazen y Williams, presentados en el siguiente cuadro: DISTANCIA HORIZONTAL (Km + m) 00 Km + 000.00 m 00 Km + 296.30 m 00 Km + 316.30 m 00 Km + 336.30 m 00 Km + 459.55 m 00 Km + 479.55 m 00 Km + 499.55 m 00 Km + 766.43 m 00 Km + 791.43 m 00 Km + 816.43 m 00 Km + 954.76 m 00 Km + 974.76 m 00 Km + 994.76 m 01 Km + 035.57 m 01 Km + 060.57 m 01 Km + 085.57 m 01 Km + 267.09 m 01 Km + 287.09 m 01 Km + 307.09 m 01 Km + 494.07 m
NIVEL PERDIDA DIAMETRO LONG. DE DINAMICO CAUDAL DE CARGA CALCULAD TUBERIA UNITARIA - COTA O (m.s.n.m.)
2,314.40 2,312.09 2,311.94 2,311.25 2,306.99 2,306.30 2,306.08 2,303.12 2,302.85 2,301.34 2,293.00 2,291.79 2,289.18 2,283.85 2,280.59 2,280.18 2,277.17 2,276.84 2,275.48 2,262.74
(m)
0.00 296.31 20.00 20.01 123.32 20.01 20.00 266.90 25.00 25.05 138.58 20.04 20.17 41.16 25.21 25.00 181.54 20.00 20.05 187.41
(m³/Seg.) (m/Km)
0.001 7.796 0.001 7.500 0.001 34.479 0.001 34.543 0.001 34.479 0.001 10.999 0.001 11.090 0.001 10.799 0.001 60.290 0.001 60.181 0.001 60.390 0.001 129.403 0.001 129.505 0.001 129.305 0.001 16.398 0.001 16.580 0.001 16.498 0.001 67.843 0.001 67.978
(Pulg.)
1 3/5'' 1 5/8'' 1 1/5'' 1 1/5'' 1 1/5'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 '' 1 '' 1 '' 1 '' 1 '' 1 '' 1 3/8'' 1 3/8'' 1 3/8'' 1 '' 1 ''
DIAMETRO ASUMIDO (Pulg.)
1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2''
VELOCIDAD CALCULADA → (m/Seg.)
0.522 m/Seg. 0.513 m/Seg. 0.956 m/Seg. 0.957 m/Seg. 0.956 m/Seg. 0.600 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.596 m/Seg. 1.201 m/Seg. 1.200 m/Seg. 1.202 m/Seg. 1.639 m/Seg. 1.640 m/Seg. 1.639 m/Seg. 0.706 m/Seg. 0.709 m/Seg. 0.708 m/Seg. 1.260 m/Seg. 1.261 m/Seg.
VELOCIDAD REAL (m/Seg.)
0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg.
H f
Hazen y Williams →
(m)
ALTURA PIESOMETR. PRESION - COTA (m.s.n.m.)
3.330 0.225 0.225 1.386 0.225 0.225 2.999 0.281 0.281 1.557 0.225 0.227 0.463 0.283 0.281 2.040 0.225 0.225 2.106
2,314.400 2,311.070 2,310.845 2,310.621 2,309.235 2,309.010 2,308.785 2,305.786 2,305.505 2,305.223 2,303.666 2,303.441 2,303.214 2,302.752 2,302.468 2,302.187 2,300.147 2,299.922 2,299.697 2,297.591
(m)
↑
0.000 -1.020 -1.095 -0.629 2.245 2.710 2.705 2.666 2.655 3.883 10.666 11.651 14.034 18.902 21.878 22.007 22.977 23.082 24.217 34.851
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01 Km + 545.50 m 01 Km + 568.00 m 01 Km + 590.50 m 01 Km + 911.53 m
2,258.16 2,256.15 2,255.16 2,241.06
51.63 22.59 22.52 321.34
0.001 0.001 0.001 0.001
88.702 88.979 43.957 43.879
1 '' 1 '' 1 1/8'' 1 1/8''
1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2'' 1 1/2''
1.405 m/Seg. 1.407 m/Seg. 1.056 m/Seg. 1.055 m/Seg.
0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg. 0.602 m/Seg.
0.580 0.254 0.253 3.611
2,297.011 2,296.757 2,296.504 2,292.893
38.851 40.607 41.344 51.833
21.507 m
Pérdida de carga en el tramo:
Se presenta el Cálculo de la presiones existentes en la red, con los datos iniciales y, para oder verific ar las presiones existentes, se deberán de comparar estas, según el siguiente cuadro de comparación de las presiones variantes: PRESION
minima
ESCALA (m)
00
PRESION REQUERIDA
00
intermedia
04
13
09 00
00
01
22
17 0
26
01
máxima negativa
30 0
35 0
39 0
43 0
0
48
52
01
01
-1
Se puede ver, en el cuadro anterior, que la presion requerida, se muestra en color NEGRO y la presión inadecuada, de color BLANCO; para tener una mejor visión de este análisis, presento a continuación el diagrama de presiones de la red: DIAGRAMA DE PRESIONES - HAZEN y WILLIAMS 2320
2,314.40
NIVEL ESTATICO
N O I 2310 C A V 2300 E L E
L.G.H. A G R A C E D A D I D R E P
2290
2280
2270
2260
2250
2240
DISTANCIA
2230 0 1 . 0 -
0 4 . 0
0 9 . 0
0 4 . 1
0 9 . 1
Podemos ver el equilibrio de las presiones dispersas en la red, planteados en el cuadro anterior, considerándo a la L.G.H. como un factor preponderante en el análisis del sistema, ya que traza el límite (valor máximo) de la presion exis tente en cada punto, debiendo esta prerrogativa, ser consideada al momento de ejecutar el diseño integral del sistema. VII. CALCULO DE VELOCIDADES
Según lo detallado en la sección 5.1.2. - Tuberías, contenido en el Item 5.1.- Conducción por Gravedad, 5. - Conducción, de la NORMA TECNICA OS-010 - Captación y Conducción de Agua para Consumo Humano, establecido por el Reglamento Nacional de Edificaciones, en el TITULO II - Habilitaciones Urbanas, parte II.3 - OBRAS DE SANEAMIENTO, tenemos lo siguiente: Según la sección (b), La velocidad mínima no debe producir depósitos ni erosiones, en ningún caso será menor de 0.60 m/Seg. Según la sección (c), La velocidad máxima admisible será: En los tubos de concreto 3 m/Seg. En tubos de asbesto-cemento, acero y PVC 5 m/Seg. Para otros materiales deberá justificarse la velocidad máxima admisible.
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A fin de que no se produzcan pérdidas de carga excesivas, puede aplicarse la fórmula de Mougnie para la determinación de las velocidades ideales para cada diámetro. Dicha fórmula aplicable a presiones a la red de distribución de 20 a 50m está dada por: V = 1.50 (D + 0.05)
1 2
Donde: V D
: Velocidad del flujo (m/Seg. ) : Diámetro de la tubería (m )
V = 0.445 m/Seg.
Remplazando el valor de diametro asumido (1 1/2''), lo que equivale a 0.0381 metros, tenemos:
Además, establecido el diámetro de diseño, para determinar la velocidad media de flujo, utilizamos la ecuación de continuidad establecido por Hazen y Williams, establecido por la siguiente fórmula: V m =
Donde: V m D Q CONDUCCION
4 × QCONDUCCION
π × D 2
: Velocidad media del agua a través de la tubería (m/Seg. ) : Diámetro de la tubería (m ) : Caudal de Conducción (m³/Seg. ) V m = 0.602 m/Seg.
Remplazando el valor de diametro asumido (0.0381 m.), y un caudal de 0.001 m³/Seg., tenemos:
Por lo tanto, según los resultados obtenemos que la velocidad ideal para una tubería de 1 1/2'' , es de 0.445 m/Seg., y la velocidad media de flujo es MAYOR, con un valor de 0.602 m/Seg., lo que nos indica que la red tiene un DISEÑO EXIGIDO, según las exigencias del proyecto. Según lo establecido por la NORMA TECNICA, la velocidad media del flujo (0.602 m.Seg.), debe de ser MENOR a 5.00 m/Seg., ya que la tubería a utilizar en el tramo proyectado, de acuerdo a lo asignado es de ''(R.N.E) TUB.: POLI(CLORURO DE VINILO)(PVC)'' , por tanto se tiene un DISEÑO ADECUADO según las exigencias del proyecto. VIII. CLASE DE TUBERIA
Para la selección de la Clase de Tubería a utilizar, se debe considerar los criterios que se indican en la figura comparativa mostrada a continuación: NIVEL ESTATICO
0.00 0 2264.4 1.91 2264.4
50.00
0 2239.4
L.G.H.
A G R A C E D A D I D R E P
LIMITE DE TUB. CLASE 5
1.91153 2239.4
75.00 100.00
LIMITE DE TUB. CLASE 7.5
0 2214.4 1.91153 2214.4
LIMITE DE TUB. CLASE 10
0 2164.4 1.91153 2164.4
150.00
LIMITE DE TUB. CLASE 15
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as presones esta ec as para os erentes t pos e tu er a se asar n en e s guente cua ro: CARGA ESTATICA (metros) CLASE DE TUBERIA
PRESION MAXIMA DE PRUEBA (metros)
PRESION MAXIMA DE TRABAJO (metros)
TUB. CLASE 5
50 m. 75 m. 100 m. 150 m.
35 m. 50 m. 70 m. 100 m.
TUB. CLASE 7.5 TUB. CLASE 10 TUB. CLASE 15
Aquella en caso que por la naturaleza del terreno, se tenga que optar por tubería expuesta, se seleccionará por su resistencia a impactos y pueda instalarse sobre soportes debidamente anclados. Se deberá seleccionar el tipo de tubería en base a la agresividad del suelo y al intemperismo. En este últim o caso, de usarse tubería expuesta como el fierro galvanizado se le dará una protección especial.
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