DISEÑO DE LINEA DE CONDUCCION _EMSA.xls

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION

EMSA PUNO S.A.

PROYECTO: “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

DETALLE:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

Cálculo de la Línea de Conducción.

DATOS INICIALES DOTACION POBLACION DE DISEÑO

341.00 Hab. POBLACION A UTILIZAR 1

PERIODO DE DISEÑO

30 Años. FRIO CLIMA TEMPLADO 1

COEFICIENTES DE DEMANDA "K 1 "= 1.50 "K 2 "= 2.50 % DE PERDIDAS EN LA RED 15.00 %

TUBERIA DE DISEÑO Recomiendo utilizar Nº de tub. @ tubería de Ø 1 1/3'' utilizar en la línea

DEMANDA DIARIA DEMANDA HORARIA

2

''

1

1

TIPO DE TUBERIA A UTILIZAR DOTACION A UTILIZAR:

120 Lts./Hab./Día

2 DOTACION ADOPTADA:

90 Lts./Hab./Día

PRESION REQUERIDA

17 Tubería establecida por Hazen y Williams (adicional)

1

El diseño de la red, está ubicado en un Clima Frío, en el cual se emplazará 01 línea de conducción, según los cálculos establecidos, el sistema funciona 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

4,210.00 m.s.n.m. 4,200.00 m.s.n.m. 4,180.00 m.s.n.m. 4,175.72 m.s.n.m. 4,157.72 m.s.n.m. 4,154.15 m.s.n.m. 4,162.10 m.s.n.m. 4,168.51 m.s.n.m. 4,155.20 m.s.n.m. 4,116.32 m.s.n.m. 4,108.83 m.s.n.m. 4,060.55 m.s.n.m. 3,994.77 m.s.n.m. 3,892.17 m.s.n.m. 3,875.08 m.s.n.m.

DISTANCIA HORIZONTAL (metros)

0.00 m 10.00 m 10.00 m 140.00 m 159.50 m 125.67 m 54.83 m 234.87 m 215.94 m 169.19 m 198.61 m 178.22 m 669.68 m 1,633.49 m 1,906.83 m

DISTANCIA HORIZ. ACUMULADA (Km + m)

00 Km + 0.00 m 00 Km + 10.00 m 00 Km + 20.00 m 00 Km + 160.00 m 00 Km + 319.50 m 00 Km + 445.17 m 00 Km + 500.00 m 00 Km + 734.87 m 00 Km + 950.81 m 01 Km + 120.00 m 01 Km + 318.61 m 01 Km + 496.83 m 02 Km + 166.51 m 03 Km + 800.00 m 05 Km + 706.83 m

LONGITUD DE TUBERIA (metros) # # # # # # # # # # # # # # #

0.00 m 14.14 m 22.36 m 140.07 m 160.51 m 125.72 m 55.40 m 234.96 m 216.35 m 173.60 m 198.75 m 184.64 m 672.90 m 1,636.71 m 1,906.91 m

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028

3,868.13 m.s.n.m. 3,855.50 m.s.n.m. 3,855.26 m.s.n.m. 3,840.19 m.s.n.m. 3,830.82 m.s.n.m. 3,825.08 m.s.n.m. 3,827.77 m.s.n.m. 3,824.40 m.s.n.m. 3,827.35 m.s.n.m. 3,863.69 m.s.n.m. 3,860.92 m.s.n.m. 3,878.38 m.s.n.m. 3,882.03 m.s.n.m.

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

3,513.17 m 174.01 m 385.99 m 440.00 m 560.00 m 4,040.00 m 700.00 m 1,300.00 m 1,140.00 m 440.00 m 285.64 m 356.02 m 483.11 m

FECHA:

09 Km + 220.00 m 09 Km + 394.01 m 09 Km + 780.00 m 10 Km + 220.00 m 10 Km + 780.00 m 14 Km + 820.00 m 15 Km + 520.00 m 16 Km + 820.00 m 17 Km + 960.00 m 18 Km + 400.00 m 18 Km + 685.64 m 19 Km + 041.66 m 19 Km + 524.77 m

# # # # # # # # # # # # #

3,513.18 m 174.47 m 385.99 m 440.26 m 560.08 m 4,040.00 m 700.01 m 1,300.00 m 1,140.00 m 441.50 m 285.65 m 356.45 m 483.12 m

# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA: # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #

LONGITUD TOTAL REAL DE TUBERIA :

19 Km + 563.74 m

DEL TRAZADO: Para la ejecución del trazado de la Línea de Conducción del Proyecto: “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03", 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.

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

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.

m.s.n.m.

4250

4200

4150

( LONG. DE TUBERÍA = 19,563.74 m. ) ESQUEMA DEL PROYECTO MAX

4210 ##

4,210.00 MIN 4,200.00

3824.4 39

4,180.00 DIST. 4,175.72 4,168.51 4,162.10 4,157.72 4,155.20 COTA 4,154.15

0.781

19524.77

4210 ##

x

y

X

Y

4,116.32

4100

4,108.83 4219.6 19 -0.3905

3891.7

-0.3905 4190.7 19

3862.8

4,060.55 4190.7 20 0.3905

3862.8

0.3905 4219.6 20

3891.7

4050

4000

3,994.77

-0.3905

4210 19

3882

0.3905

4210 20

3882

3950 3,892.17

3900

3,875.08

3,840.19 3,830.82

3850

3,882.03 3,878.38

3,868.13 3,855.50 3,855.26

3,863.69 3,860.92

3,827.77 3,825.08

3,824.40 3,827.35

Kilómetros. 20.00

15.00

10.00

5.00

-5.00

0.00

3800

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: “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03", se tiene una población de diseño establecido de 341.00 Habitantes, el cual esta establecido para un Período de Diseño de 30.00 Años, a partir de la fecha en la cual se establecerá el funcionamiento del sistema

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

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: “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03", 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 341.00 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 - Dotación Adoptada Según Criterio

: :

120 Lts./Hab./Día 90 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 90.00 Litros/Habitante/Día, y una Población de 341.00 Habitantes, tenemos:

QP  0.355 Lts./Seg.

Para los efectos de las variaciones de consumo, se considerará las siguientes relaciones, con respecto al Promedio Anual de la Demanda (Q P )

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

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 : 1.50 Por tanto tenemos:

QMAX . DIARIO  QP  K1

QMAX . DIARIO  0.533 Lts./Seg.

b) MAXIMO ANUAL DE LA DEMANDA HORARIA: Teniendo en cuenta que los valores de ''K2'', 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:

QMAX . HORARIO  0.888 Lts./Seg.

QMAX . HORARIO  QP  K 2

c) GASTO MAXIMO MAXIMORUM: Se refiere al gasto máximo horario del día de máximo consumo, para esto tenemos ''K1 = 1.50'', y ''K2 = 2.50''. Por tanto tenemos:

QMAX . MAX .  QP  K1  K 2

QMAX . MAX .  1.332 Lts./Seg.

Según las consideraciones asumidas para el diseño, tenemos que considerar una pérdida de 15.00 %, 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 

QMAX . DIA  % PERDIDAS

QCONDUCCION 

N º TUBERIAS A UTILIZAR

0.613 Lts./Seg.

IV. CALCULO DE LA LINEA DE CONDUCCION Para tener un mejor control de los cálculos a realizar, utilizaremos tres métodos para el cálculo de las tuberías, métodos establecidos por HAZEN y WILLIAMS, DARCY y MANNING, desarrollos que se presentan a continuación:

1. TEORIA ESTABLECIDA POR: HAZEM y WILLIAMS a) CALCULO DE LA TUBERIA 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 : hf : Q CONDUCCION :

 Pie

Coeficiente de Hazen y Williams  Diámetro de la tubería (Pulgadas )

0.54



 Seg.

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. YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

TABLA Nº 01

COEFICIENTES DE FRICCIÓN "C " EN LA FÓRMULA DE HAZEN Y WILLIAMS

1

Tub. de: Acero sin costura

120

2

Tub. de: Acero soldado en espiral

100

3

Tub. de: Cobre sin costura

150

4

Tub. de: Concreto

110

5

Tub. de: Fibra de vidrio

150

6

Tub. de: Hierro fundido

100

7

Tub. de: Hierro fundido con revestimiento

140

8

Tub. de: Hierro galvanizado

100

10

Tub. de: Polietileno, Asbesto Cemento Tub. de: Poli(cloruro de vinilo)(PVC)

140 150

11

Tuberías rectas muy lisas

140

12

Tuberías de fundición lisas y nuevas

130

13

Tuberías de fundición usadas y de acero roblonado nuevas

110

14

Tuberías de alcantarillado vitrificadas

110

15

Tuberías de fundición con algunos años de servicio

100

9

16 17

Tuberías de fundición en malas condiciones Tuberías de plástico

ESTABLECIDO DE ACUERDO A LA TEORIA DE HAZEN Y ESTABLECIDO DE ACUERDO AL REGLAMENTO WILLIAMS (Coeficientes NACIONAL DE EDIFICACIONES Adicionales)

C  Pie Seg .  

TIPO DE TUBERIA

080 150.00

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 0.61 Lts./Seg., y una pérdida de carga unitaria de 16.76 m/Km., además, la tubería a utilizar en el tramo proyectado, de acuerdo a lo asignado es ''TUBERÍAS DE PLÁSTICO'', 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 =

1.32 Pulgadas ~

1 1/3''

Diámetro de Tubería Asumido: D A =

2

''

Remplazando el valor de diametro asumido (2 ''), en la fórmula establecida por HAZEN y WILLIAMS, nos establece que la tuberia establecida (01 línea de conducción), independientemente pueden trasladar un caudal hasta 1.84 Lts./Seg., y lo requerido es de 0.61 Lts./Seg., por lo cual, ''EL SISTEMA ES ADECUADO'' para su funcionamiento.

b. 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 4,210.00 m.s.n.m., y una cota de llegada de 4,162.10 m.s.n.m. La carga disponible en el sistema, esta dado por:

 H  Cota S de Salida   Cota Lde Llegada   327.97 m

Se tiene que tener en cuenta que, el tramo del proyecto tiene una longitud horizontal de 00 Km + 500.00 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 19 Km + 563.74 m (L = 19,563.74m.) La pérdida de carga unitaria, o también conocido como la pendiente, esta dada por:

hf 

H  16.76 m/Km L YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

PUNO

Hf 

La pérdida de carga en el tramo, esta dada por:

G.C.A.

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

FECHA:

Friday, 12 de July del 2013 hf  H  L

H f  43.83 m

L

h f  comercial    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.

Z1  Donde: Z P/ g V Hf

: : : :

P1

g

2



2

V1 P V  Z2  2  2  H f 2g g 2g

Cota de cota respecto a un nivel de referencia arbitraria Altura de carga de presión “P es la presión y g el peso especifico del fluido” (m ) Velocidad media del punto considerado (m/Seg. ) 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

g

P  H  H f

 Z1  Z 2  H f

P

284.13 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 “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03" 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 proyectado), tenga una presión MINIMA establecida (en este caso 5.00 m).

PRES. MINIMA

PRESION MAXIMA PRES. MAXIMA

El Sistema, debe de funcionar adecuadamente, teniendo en consideración que, en su punto de salida (final del tramo proyectado), tenga una presión establecida como MAXIMO.

Comparándo los resultados y los requerimientos esablecidos, lo requerido para este sistema es una ''PRESION MINIMA''. PRESION RESIDUAL

>

PRESION MINIMA REQUERIDA

284.13 m

>

5.00 m

IMPULSON

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 medidas nos establece la Carga Estática existente. 4250

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO:

IMPULSON

UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

4250

PUNO

FECHA:

4,210.00

4200

x

4100

NIVEL ESTATICO

L.G.H.

4,162.10

y

4150

0

4210

19.52

4210

0

4210

4050

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PERDIDA DE CARGA

9.76 4,188.08 4000

0

3950

4210

19.52 4166.17 3900

19.52

3850

PRESION RESIDUAL

4210

19.52 4166.17

25.00

20.00

15.00

10.00

-5.00

0.00

0 4210 19.52 3882.03

5.00

19.52 3882.03

3800

PERFIL DE LA LINEA DE CONDUCCION

c. ANALISIS DE LA LINEA DE CONDUCCION Se realizará un análisis general de toda la línea (tramo or tramo), para de esta forma poder verificar 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 + 0.00 m 00 Km + 10.00 m 00 Km + 20.00 m 00 Km + 160.00 m 00 Km + 319.50 m 00 Km + 445.17 m 00 Km + 500.00 m 00 Km + 734.87 m 00 Km + 950.81 m 01 Km + 120.00 m 01 Km + 318.61 m 01 Km + 496.83 m 02 Km + 166.51 m 03 Km + 800.00 m 05 Km + 706.83 m 09 Km + 220.00 m 09 Km + 394.01 m 09 Km + 780.00 m 10 Km + 220.00 m 10 Km + 780.00 m 14 Km + 820.00 m 15 Km + 520.00 m 16 Km + 820.00 m 17 Km + 960.00 m 18 Km + 400.00 m

NIVEL PERDIDA DIAMETRO LONG. DE DINAMICO CAUDAL DE CARGA CALCULAD TUBERIA UNITARIA - COTA O (m.s.n.m.)

4,210.00 4,200.00 4,180.00 4,175.72 4,157.72 4,154.15 4,162.10 4,168.51 4,155.20 4,116.32 4,108.83 4,060.55 3,994.77 3,892.17 3,875.08 3,868.13 3,855.50 3,855.26 3,840.19 3,830.82 3,825.08 3,827.77 3,824.40 3,827.35 3,863.69

(m)

0.00 14.14 22.36 140.07 160.51 125.72 55.40 234.96 216.35 173.60 198.75 184.64 672.90 1,636.71 1,906.91 3,513.18 174.47 385.99 440.26 560.08 4,040.00 700.01 1,300.00 1,140.00 441.50

(m³/Seg.)

(m/Km)

0.001 707.107 0.001 894.427 0.001 30.593 0.001 112.116 0.001 28.372 0.001 -143.475 0.001 -27.273 0.001 61.535 0.001 223.941 0.001 37.670 0.001 261.492 0.001 97.751 0.001 62.689 0.001 8.965 0.001 1.978 0.001 72.374 0.001 0.630 0.001 34.232 0.001 16.719 0.001 1.421 0.001 -3.836 0.001 2.588 0.001 -2.584 0.001 -82.329

DIAMETRO ASUMIDO

VELOCIDAD CALCULADA

VELOCIDAD REAL

HASEN Y WILLIAMS

ALTURA PIESOMETR. - COTA -

(Pulg.)

(Pulg.)

(m/Seg.)

(m/Seg.)

(m)

(m.s.n.m.)

5/8'' 3/5'' 1 1/6'' 8/9'' 1 1/5'' 6/7'' 1 1/5'' 1 '' 7/9'' 1 1/8'' 3/4'' 1 '' 1 '' 1 1/2'' 2 '' 1 '' 2 4/7'' 1 1/7'' 1 1/3'' 2 1/5'' 1 7/9'' 2 '' 2 '' 1 ''

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

'' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' ''

3.185 m/Seg. 3.506 m/Seg. 0.886 m/Seg. 1.504 m/Seg. 0.859 m/Seg. 1.663 m/Seg. 0.845 m/Seg. 1.178 m/Seg. 1.994 m/Seg. 0.964 m/Seg. 2.124 m/Seg. 1.422 m/Seg. 1.187 m/Seg. 0.537 m/Seg. 0.290 m/Seg. 1.258 m/Seg. 0.182 m/Seg. 0.927 m/Seg. 0.692 m/Seg. 0.254 m/Seg. 0.380 m/Seg. 0.324 m/Seg. 0.324 m/Seg. 1.326 m/Seg.

0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg.

Hf

0.032 0.050 0.314 0.360 0.282 0.124 0.527 0.486 0.390 0.446 0.415 1.511 3.674 4.281 7.887 0.392 0.867 0.988 1.257 9.070 1.571 2.918 2.559 0.991

4,210.000 4,209.968 4,209.918 4,209.604 4,209.243 4,208.961 4,208.837 4,208.309 4,207.823 4,207.434 4,206.988 4,206.573 4,205.062 4,201.388 4,197.107 4,189.220 4,188.828 4,187.962 4,186.973 4,185.716 4,176.646 4,175.075 4,172.156 4,169.597 4,168.606 YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

18 Km + 685.64 m 19 Km + 041.66 m 19 Km + 524.77 m

3,860.92 3,878.38 3,882.03

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

285.65 356.45 483.12

0.001 0.001 0.001

9.701 -48.972 -7.563

1 1/2'' 1 '' 1 5/9''

2 2 2

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO '' '' ''

0.555 m/Seg. 1.073 m/Seg. 0.501 m/Seg.

FECHA:

0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg. 0.302 m/Seg.

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013 0.641 0.800 1.085

4,167.965 4,167.164 4,166.080

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

Pérdida de carga en el tramo:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

43.920 m

Se presenta el Cálculo de la presiones existentes en la red, con los datos iniciales y, para oder verificar las presiones existentes, se deberán de comparar estas, según el siguiente cuadro de comparación de las presiones variantes: PRESION

minimo

ESCALA

00

máximo

30

59

89

118

148

177

207

237

266

296

325

355

Presento a continuación el diagrama de presiones de la red:

DIAGRAMA DE PRESIONES - HAZEN Y WILLIAMS NIVEL ESTATICO

4,210.00

4200

PERDIDA DE CARGA

ELEVACION

4250

L.G.H.

4150 4100

4050 4000 3950 3900 3,882.03

3850

DISTANCIA 20.00

15.00

10.00

5.00

0.00

-5.00

3800

YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03" PUNO

PUNO

PUNO

FECHA:

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013 20.00

PUNO

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

10.00

PROVINCIA

5.00

DISTRITO

0.00

-5.00

UBICACIÓN:

LUGAR

15.00

PROYECTO:

VI. 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. 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2 1

Donde: V : D :

Velocidad del flujo (m/Seg. ) Diámetro de la tubería (m )

Remplazando el valor de diametro asumido (2 ''), lo que equivale a 0.0508 metros, tenemos:

V  0.476 m/Seg.

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:

Vm  Donde: Vm : D : Q CONDUCCION :

4  QCONDUCCION   D2

Velocidad media del agua a través de la tubería (m/Seg. ) Diámetro de la tubería (m ) Caudal de Conducción (m³/Seg. )

Remplazando el valor de diametro asumido (0.0508 m.), y un caudal de 0.001 m³/Seg., tenemos:

Vm  0.302 m/Seg.

Por lo tanto, según los resultados obtenemos que la velocidad ideal para una tubería de 2 '', es de 0.476 m/Seg., y la velocidad media de flujo es MENOR, con un valor de 0.302 m/Seg., lo que nos indica que la red tiene un DISEÑO INADECUADO, por tanto se deverá de ''MODIFICAR LA SECCION'' de tubería asumida. Según lo establecido por la NORMA TECNICA, la velocidad media del flujo (0.302 m.Seg.), debe de ser MAYOR a 0.60 m/Seg., ya que la tubería a utilizar en el tramo proyectado, de acuerdo a lo asignado es de ''TUB. DE: POLI(CLORURO DE VINILO)(PVC)'', por tanto se tiene un DISEÑO INADECUADO, por lo que se deverá de ''MODIFICAR LA SECCION'' de tubería asumida.

VII. 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: YAS... VITULAS

MEMORIA DE CALCULO CALCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LINEA DE CONDUCCION “SISTEMA DE IMPULSION R04 - CAMARA DE CARGA A R01 Y R03"

PROYECTO: UBICACIÓN:

ELEVACION (metros)

0.00 50.00 75.00 100.00

150.00

LUGAR

DISTRITO

PROVINCIA

PUNO

PUNO

PUNO

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

DEPARTAMENTO PROYECTISTA:

PUNO

FECHA:

NIVEL ESTATICO 0

4160

19.52

4160

L.G.H. PERDIDA CARGA LIMITE DEDE TUB. CLASE 5

0

4135

LIMITE DE TUB. CLASE 7.5

19.5248

4135

LIMITE DE TUB. CLASE 10 LIMITE DE TUB. CLASE 15

0

4110

19.5248

4110

0

4060

19.5248

4060

DISTANCIA (Kilómetros)

Las presiones establecidas para los diferentes tipos de tubería se basarán en el siguiente cuadro: CARGA ESTATICA (metros) CLASE DE TUBERIA

PRESION MAXIMA DE PRUEBA (metros)

PRESION MAXIMA DE TRABAJO (metros)

TUB. CLASE 5 TUB. CLASE 7.5 TUB. CLASE 10 TUB. CLASE 15

50 m. 75 m. 100 m. 150 m.

35 m. 50 m. 70 m. 100 m.

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 último caso, de usarse tubería expuesta como el fierro galvanizado se le dará una protección especial.

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

TUBERIA DE DISEÑO Nº de tub. @ utilizar en la línea

PRESION REQUERIDA 5m

se emplazará 01 línea de conducción, VEDAD, ya que la Presión Relativa es

0 0.01 0.02 0.16 0.3195 0.44517 0.5 0.73487 0.95081 1.12 1.31861 1.49683 2.16651 3.8 5.70683

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013 9.22 9.39401 9.78 10.22 10.78 14.82 15.52 16.82 17.96 18.4 18.68564 19.04166 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 19.52477 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 1.31861 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

- CAMARA DE CARGA A R01 a presentar:

s u otros aspectos. rucción y en la operación y

nivel freático alto, cementerios

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

ermita la creación de caminos

aterial sobrante, producto de la

ios especiales que necesiten

25.00

Kilómetros.

, 6. - Sistema Condominial de establecido por el Reglamento tenemos lo siguiente:

optado. La determinación de la ndo la tasa de crecimiento por

ARGA A R01 Y R03", se tiene o de 30.00 Años, a partir de la

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

, 6. - Sistema Condominial de establecido por el Reglamento tenemos lo siguiente:

as vigentes, para el proyecto: e ajustara a los climas en los

n de Diseño de 341.00

000 Habitantes a 10,000

cción de Agua para Consumo anas, parte II.3 - OBRAS DE

a desde la captación hasta al al máximo diario.

blecido por:

ecto al Promedio Anual de la

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

servicio, los mismos que para antes, es de 1.80, asumiremos

K2 = 2.50''.

r la forma de captación que se a de conducción. 0.613 Lts./Seg.

uberías, métodos establecidos

AZEN y WILLIAMS, el cual se

5. - Conducción, de la NORMA nto Nacional de Edificaciones,

mulas racionales. En caso de Tabla N° 01. Para el caso de

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

parametros establecidos: se emás, la tubería a utilizar en el Coeficiente de Fricción para la

correspondientes para calcular

, nos establece que la tuberia g., y lo requerido es de 0.61

ulico (L.G.H.), el cual indica la carga disponible, para lo cual 327.97 m

m + 500.00 m, pero, por las por tanto una longitud total de

16.76 m/Km YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

43.83 m

gua. Se determina mediante la

284.13 m

RESION RESIDUAL POSITIVA ( + )

a que la Presión Residual es R01 Y R03" es adecuada para

al esta establecido para que el

''PRESION MINIMA''.

G.H.), que establece la Pérdida edidas nos establece la Carga

YAS... VITULAS

Y R03"

25.00

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

presiones existentes en cada

PRESION (m)

0.000 9.968 29.918 33.889 51.524 54.809 46.736 39.800 52.627 91.114 98.155 146.023 210.289 309.218 322.032 321.094 333.329 332.706 346.788 354.895 351.566 347.310 347.756 342.251 304.912 YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013 307.042 288.785 284.047

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

ar las presiones existentes, se

máximo

25.00

DISTANCIA

YAS... VITULAS

Y R03" 25.00

G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

5. - Conducción, de la NORMA nto Nacional de Edificaciones,

menor de 0.60 m/Seg.

para la determinación de las 0m está dada por:

0.476 m/Seg.

s la ecuación de continuidad

0.302 m/Seg.

6 m/Seg., y la velocidad media UADO, por tanto se deverá de

MAYOR a 0.60 m/Seg., ya que E VINILO)(PVC)'', por tanto se

figura comparativa mostrada a

YAS... VITULAS

Y R03" G.C.A. Friday, 12 de July del 2013

ccionará por su resistencia a

último caso, de usarse tubería

YAS... VITULAS