Tubo Rompe Carga

GUIA DE OPCIONES TECNOLÓGICAS PARA SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO Y SANEAMIENTO EN EL AMBITO RURAL

ANEXO. COMPONENTES HIDRÁULICOS DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE 16. TUBO ROMPE CARGA INDICE 16. TUBO ROMPE CARGA .............................................................................................. 2 1

MEMORIA DESCRIPTIVA ..................................................................................... 2

2

MEMORIA DE CÁLCULO HIDRÁULICO ............................................................... 3

2.1 2.2 2.3

CRITERIOS DE DISEÑO ..................................................................................................... ....................................................................................................... .. 3 FUNCIONAMIENTO ............................................................................................................. ............................................................................................................... .. 3 RECOMENDACIONES: ......................................................................................... ......................................................................................................... ................ 3

3

MEMORIA CÁLCULO ESTRUCTURAL ................................................................ 4

3.1 3.2 3.3 3.4

GENERALIDADES ................................................................................................................. ................................................................................................................. 4 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Y EVALUACIÓN ................................................................ ................................................................ 4 CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA.............................................. ESTRUCTURA......................................................................... ........................... 4  ANÁLISIS ESTÁTICO DE LA ESTRUCTURA, ESTRUCTURA, DISEÑO DE ELEMENTOS Y RESULTADO 5

4

METRADOS METRADOS ................................. .................................................. .................................. ................................. ................................. ....................... ...... 9

4.1

METRADOS TUBO ROMPE CARGA .................................................................................... .................................................................................... 9

5

ESTRUCTURA DE PRESUPUESTOS .................................................................13

6

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ........................................................................14

7

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ................................................25

7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6

8

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... .................................................................................................................. ........... 25  ASPECTOS GENERALES ............................................................... ................................................................................................... .................................... 25 INFRAESTRUCTURA EN LÍNEAS DE CONDUCCIÓN ...................................................... 26 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ..................................................................................... ..................................................................................... 29 MANTENIMIENTO PERIÓDICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN ................................... 30 RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 31

PLANOS PLANOS.................................. .................................................. ................................. .................................. .................................. ...........................32 ..........32

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16. TUBO ROMPE CARGA 1

MEMORIA DESCRIPTIVA

Se construirá un total de dos (02) 1  tubos rompe carga. Estos han sido proyectados en lugares estratégicos para reducir las presiones en las líneas de conducción que puedan superar los 50 mca afectando a la tubería La estructura hidráulica será de concreto armado de f’c=210 kg/cm2, con dimensiones de

1.60 x 0.25 m y 1.2 de altura (0.70 m estará sobre el nivel de terreno). Por el lado del tubo de ventilación (que funciona como purga) se tendrá una losa de piedra asentada con concreto simple f’c=140 kg/cm2, con dimensiones de 1.0 m x 0.50 m y 0.10

m de espesor. Para la elaboración del concreto se utilizara cemento portland tipo I Para el pintado de la estructura se usara pintura látex (2 manos). Las tuberías de ingreso, salida y de ventilación será de 1”, para la cámara de transición se utilizara una tubería de 3”.

1 La cantidad y necesidad de proyecciones

de tubos rompe cargas es responsabilidad del proyectista en fu nción al trazado de la línea y la topografía del terreno.

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MEMORIA DE CÁLCULO HIDRÁULICO

El tubo rompe carga sustituye a la tradicional Cámara Rompe Presión para conducciones, cumpliendo las mismas funciones que de este dispositivo, tiene la ventaja de requerir mínima operación y mantenimiento. mantenimiento.

2.1 CRITERIOS DE DISEÑO La concepción del tubo rompe carga se sustenta en los siguientes criterios: -

-

El flujo es es permanente permanente y uniforme, de naturaleza naturaleza turbulento turbulento (Re>2000) El diámetro de la cámara de disipación de energía es 2 veces que el de la la tubería de conducción (Min). La velocidad del agua se reduce a la cuarta parte, pasando el flujo de rápido (supercrítico) a lento (suscritico) produciéndose un resalto hidráulico. hidráulico. El resalto hidráulico se desarrollada en L=6.9 (D1-D2), pero por cuestiones constructivas se asume una longitud mínima de la cámara disipadora de 1.25 m. Para evitar el deterioro de las instalaciones instalacio nes por la vibración, el dispositivo e empotra con concreto. Se ubican a cada 50 m de desnivel Instalaciones con tubería PVC C-10.

2.2 FUNCIONAMIENTO En condiciones dinámicas: el agua ingresa a la cámara de disipación, se produce perdida de carga e incorporación de aire a la masa liquida a través del tubo de ventilación. Se ha observado en algunos casos fuga esporádica de agua. En condiciones estáticas: cuando aguas abajo se obtura el conducto, el TRC permite evacuar el flujo hacia un cause seguro; esto est o evita que la tubería de conducción se cargue cargu e por encima de su capacidad admisible y falle. Una vez instalado la estructura no necesita ningún tipo de operación y solo requiere del desbroce de maleza y pintado del pedestal.

2.3 RECOMENDACIONES: El diámetro de la tubería de la cámara de disipación debe ser el triple del diámetro de la tubería de conducción. “La reducción de la presión de ingreso es del orden del 70% en sistemas donde el diámetro es duplicado y del 90% donde el diámetro es triplicado” Construcción de un canal de evacuación a un cauce seguro para evitar socavación y deslizamientos de terreno Para tramos largos (> 1 Km); entre estructuras y estructura se deben colocar válvulas para efectos de refacción de tuberías. Este tipo de estructuras es solo recomendable para diámetros menor igual a 1 ½ pulgada. Para mayores diámetros se debe usar la cámara rompe presión para líneas. Se recomienda su instalación a 10 metros sobre el nivel del reservorio, con esto se estaría protegiendo a la red de distribución, en caso que el operador baipasee el ingreso generando sobre presión en la red de distribución.

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MEMORIA CÁLCULO ESTRUCTURAL 3.1

GENERALIDADES

Todos los componentes del sistema de agua potable, serán justificados mediante un cálculo estructural, de manera que se determine los refuerzos objetivamente.

3.1.1 Objetivo Realizar la verificación y evaluación estructural 3.1.2

Descripción de la estructura

La estructura será de concreto armado de f’c=210 kg/cm2, c on dimensiones de 1.60

x 0.25 m y 1.2 de altura (0.70 m estará sobre el nivel de terreno), con muros de e=0.10m y losa de fondo de e=0.10m. Se tomará en cuenta la presión que ejerce el terreno contra los muros de las cajas.

Por el lado del tubo de ventilación se tendrá piedra asentada con concreto simple f’c=140 kg/cm2, con dimensiones de 1.0x0.50 m y 0.10 m de espesor.

3.2

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Y EVALUACIÓN

3.2.1 Consideraciones de Diseño: Zona sísmica 4 y terreno blando Los resultados presentados fueron evaluados en Hojas de Cálculo. 3.2.2 Análisis estático: Se verificó el comportamiento estático de la estructura frente al empuje del terreno y el empuje del agua en el punto más desfavorable, mediante un análisis indicado en la Norma Peruana E.060, con ese propósito se construyó un modelo matemático para el análisis respectivo. Para la elaboración de este modelo se ha usado hojas de cálculo. 3.2.3 Verificación de esfuerzos: Entre los parámetros que intervienen en la verificación estructural se encuentran la resistencia al corte y flexión, en muros, losa de fondo y losa superior de concreto armado. 3.2.4 Criterio de la evaluación estructural La consideración que se hace para las estructuras propuestas, en cuanto a las consideraciones de apoyo en los bordes de los muros, es que el extremo inferior de éstos se encuentra articulado, en tanto que el borde superior está libre. Por otra parte, existe continuidad estructural en el vértice común a dos muros ortogonales entre sí. 3.3

CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA

3.3.1 Características de los materiales: Se muestra a continuación los materiales y las especificaciones que conforman la estructura del mismo: Concreto: Resistencia del concreto  – Elementos Estructurales f’c =210 Kg/cm2. Resistencia del concreto  – Estructuras de almacenamiento f’c =280 Kg/cm2. Acero de Refuerzo: Resistencia a la fluencia del acero grado 60, f ’y = 4200 Kg/cm2

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3.4

ANÁLISIS ESTÁTICO DE LA ESTRUCTURA, DISEÑO DE ELEMENTOS Y RESULTADO

3.4.1

Características de la Estructura

 ANCHO DE LA CAJA  ALTURA DE AGUA LONGITUD DE CAJA PROFUNDIDAD DE CIMENTACION BORDE LIBRE  ALTURA TOTAL DE AGUA PESO ESPECIFICO PROMEDIO CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO RESISTENCIA DEL CONCRETO ESFUERZO DE TRACCION POR FLEXION ESFUERZO DE FLUENCIA DEL ACERO FATIGA DE TRABAJO RECUBRIMIENTO EN MURO RECUBRIMIENTO EN LOSA DE FONDO

3.4.2

Diseño de los Muros

RELACION

MOMENTOS EN LOS MUROS

3.00

0.5