clase 4 línea de conducción, reservorio, línea de aducción (1)
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LINEA DE CONDUCCION RESERVORIO DE AGUA Y LINEA DE
ADUCCION
SANEAMIENTO AMBIENTAL I
INTRODUCCION
La línea de conducción en un sistema de abastecimiento de agua potable por gravedad es el conjunto de tuberías, válvulas, accesorios, estructuras y obras de arte encargados de la conducción del agua desde la captación hasta el reservorio, aprovechando la carga estática existente.
INTRODUCCION
El tipo de la tubería estará condicionada a las características geológicas y topográficas de la zona que atraviesa.
INTRODUCCION
CAPTACION
PERDIDA DE ENERGIA
CARGA DINAMICA
DiámetrosEl diámetro se diseñará para velocidades mínima de 0,6 m/s y máxima de 3,0 m/s.El diámetro mínimo de la línea de conducción es de 3/4” para el caso de sistemas rurales.
VALVULA DE AIRE
VALVULA DE PURGA
ELEMPLO DE DISEÑO
EJEMPLO DE DISEÑO
1050
12000
1150
1175
1125
1100
1075
CAPTACION
RESERVORIO
El diseño hidráulico es el mas importante
DISEÑO HIDRAULICO
Hazen-Williams (1905) El método de Hazen-Williams es válido solamente para el agua que fluye en las temperaturas
ordinarias (5 ºC - 25 ºC). La fórmula es sencilla y su cálculo es simple debido a que el coeficiente de rugosidad "C" no es función de la velocidad ni del diámetro de la tubería. Es útil en el cálculo de pérdidas de carga en tuberías para redes de distribución de diversos materiales, especialmente de fundición y acero:
h = 10,674 · [Q1,852/ (C1,852 · D4,871)] · L En donde: h: pérdida de carga o de energía (m) Q: caudal (m3/s) C: coeficiente de rugosidad (adimensional) D: diámetro interno de la tubería (m) L: longitud de la tubería (m)
COEFICIENTE DE HAZEN-WILLIAMS PARA ALGUNOS MATERIALES
Material C Material CAsbesto cemento 140 Hierro galvanizado 120
Latón 130-140 Vidrio 140Ladrillo de
saneamiento 100 Plomo 130-140
Hierro fundido, nuevo 130 Plástico (PE, PVC) 140-150
Hierro fundido, 10 años de edad 107-113 Tubería lisa nueva 140
Hierro fundido, 20 años de edad 89-100 Acero nuevo 140-150
Hierro fundido, 30 años de edad 75-90 Acero 130
Hierro fundido, 40 años de edad 64-83 Acero rolado 110
Concreto 120-140 Lata 130Cobre 130-140 Madera 120
Hierro dúctil 120 Hormigón 120-140
EJEMPLO DE DISEÑOCálculo de la línea de conducción
Hazen & William Qmd = 4,26 x 10-4 x C x D 2.63 x S 0.54
D = Diámetro (m) S = Pendiente (Hf/L) Asumiendo C = 140 (PVC)L = 2.5 Km
Hf = 1200 – 1050 = 150 m Q = Caudal (m3/s)
5,46 = 4,26 x 10-4 x 140 x D 2.63 x (150/2,5) 0.54
D = 2,4“ = 3” = 0.08 m
Con este diámetro se verifica la velocidad de paso por la tubería
VOLUMEN DE RESERVORIO
Para zona rurales el Ministerio de Salud establece que el volumen del reservorio de almacenamiento debe variar entre el 25 al 30 % de Caudal Máximo Diario.
Vol. = 25% QmdVol. = (0,25 x 0,006 m3/s) x (86 400 s/d) = 130 m3 Según la forma se establecen las dimensiones:Vol. cilindro = (πD2/4) x HVol. paralelepípedo = L x A x H
La red de distribución se debe calcular considerando la velocidad y presión del agua en las tuberías.
Las Normas Generales del Ministerio de Salud, recomiendan que la presión mínima de servicio en cualquier parte de la red no sea menor de 5 m. y que la presión estática no exceda de 50 m.
CÁLCULO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN
Sistema abierto o ramificado
CÁLCULO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN
Sistema Cerrado
TIPOS DE REDES
Q2
Q1 Q3
Q1 = Q2 + Q3
PRINCIPIO DEL CALCULO
Cálculo del caudal promedio anual (Qp): Qp = (Pf x Dot)/86400 = (1 210 x 300)/86 400 = 4,20 L/s Longitud total de la red = 840 m. (no se incluye LAB por no
tener conexiones domiciliarias línea de aducción). Gasto unitario (Qu): Qu= 4,2 (L/s)/840 (m)= 0.005 (L/s)/(m) Caudal máximo horario: Se asume C = 140
CÁLCULO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN
CALCULO DE LAS REDES DE DISTRIBUCION
TRAMO Gasto = Qu x L(L/s)
Longitud (m)
Cota terreno (m)
Presión estática (m) Tramo
Cotas (Reser – Pto)
AB - 110 1050 1028 - 22.0
BC 0.50 100 1028 1025 22.0 25.0
CL 0.40 80 1025 1021 25.0 29.0
BD 0.60 120 1028 1020 22.0 30.0
DE 0.20 40 1020 1013 30.0 37.0
EF 0.60 120 1013 1013 37.0 37.0
FG 0.20 40 1013 1015 37.0 35.0
GH 0.35 70 1015 1018 35.0 32.0
EJ 0.45 90 1013 1010 37.0 40.0
EK 0.90 180 1013 1013 37.0 37.0
Tramo Gasto
(L/s)
Gasto Transito
(L/s)
(G + Gtramo)
Gasto Diseño
(L/s)
(Qp x 2.5)
D
(pulg)
hf
(m)
Sum hf
(m)
Presión dinámica
(m)
(Pestat – Sum hf)
AB - 4.2 10.50
BC 0.50 0.90 2.25
CL 0.40 0.40 1.00
BD 0.60 3.30 8.25
DE 0.20 2.70 6.75
EF 0.60 1.15 2.875
FG 0.20 0.55 1.375
GH 0.35 0.35 0.875
EJ 0.45 0.45 1.125
EK 0.90 0.90 2.25
Qmh = 4,26 x 10-4 x C x D 2.63 x S 0.54