Universidad Católica los Ángeles de Chimbote
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO INFORME
DISEÑO DE LÍNEA DE CONDUCCIÓN DE AGUA POTABLE
“
”
DOCENTE:
VILLOSLADA QUEVEDO CARLOS
TEMA:
Sistema de Abastecimiento de Agua ALUMNOS:
Johnny Vivar Herrera
Paulino Vacon Edgar
Jeancarlo Ancajima
Franco Alejos Mora
FACULTAD:
INGENIERIA CIVIL
CICLO:
VIII-2015
NOVIEMBRE, 2015
[ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO]
PRESENTACION
Nosotros los estudiantes de la carrera profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Católica Los Ángeles de Chimbote – ULADECH, presentamos este informe de diseño de la línea de conducción de un Sistema de agua potable del curso de ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO con el fin de consolidar nuestros conocimientos teóricos en el campo de aplicación, esperando cumplir las expectativas proyectadas en el curso.
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[ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO]
INTRODUCCION:
Es el conjunto de tuberías, instalaciones y accesorios destinados a conducir las aguas requeridas bajo una población determinada para satisfacer sus necesidades, desde su lugar de existencia natural o fuente hasta el hogar de los usuarios.
El sistema de abastecimiento de agua se clasifica dependiendo del tipo de usuario, el sistema se clasificara en urbano o rural.
Los sistemas de abastecimientos rurales suelen ser sencillos y no cuentan en su mayoría con rede de distribución sino que utilizan Piletas Publicas o llaves para uso común en muchas oportunidades tienen como fuente las aguas subterráneas captadas mediante una
bomba
manual
o
hidráulica.
Se conoce como red de abastecimiento de agua potable al sistema que permite que llegue el agua desde el lugar de captación al punto de consumo en condiciones correctas, tanto en calidad como en cantidad. Este sistema se puede clasificar por la fuente del agua en: agua de mar, agua superficial; esta procede de lagos o ríos, agua de lluvia almacenada, agua subterránea y las aguas procedentes de manantiales naturales.
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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Es el conjunto de tuberías, instalaciones y accesorios destinados a conducir las aguas requeridas bajo una población determinada para satisfacer sus necesidades, desde su lugar de existencia natural o fuente hasta el hogar de los usuarios.
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[ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO]
El origen del agua (Fuente): Es el espacio natural desde el cual se derivan los caudales demandados por la población a ser abastecida. La fuente es el espacio natural desde el cual se derivan los caudales demandados por la población a ser abastecida. Según el origen del agua, para transformarla en agua potable deberá ser sometida a tratamientos, que van desde la simple desinfección y filtración, hasta la desalinización Pueden ser:
Superficial: Se denominan así a las aguas provenientes de los ríos, arroyos, lagos, etc. En nuestro país las aguas superficiales proveen a más del 70 % de la población servida. Son en general aguas turbias y con color, y además, por ser superficiales están sujetas a contaminarse. Por estas causas exigen tratamiento potabilizador, incluido desinfección previa a su entrega al consumo. Tenemos: Ríos Lagos Embalses
Subterráneas: Son las aguas que se encuentran en el subsuelo. Pozos profundos Pozos excavados Galerías filtrantes Manantiales
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COMPONENTES DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA I.-Obras de Captación: Es la estructura destinada a facilitar la derivación de los caudales demandados por la población. Línea de aducción o impulsión: Es el tramo de tubería destinado a conducir los caudales desde la obra de captación hasta el depósito regulador o la planta de tratamiento.
I.a.-Captación de aguas de lluvia: Podemos dividir las obras de captación de aguas de lluvia en dos tipos: las utilizadas para un servicio público y las que se utilizan para un sistema individual (se diferencian ambas solamente por el número de usuarios a satisfacer).
I-b) Captación de aguas Subálveas: Tenemos: I-b1) Galerías filtrantes: son pozos horizontales dotados de una cierta pendiente que recogen agua en toda su longitud. Son una forma simple de obtener agua filtrada.
I-b2) Pozos filtrantes: es otra forma de aprovechar las aguas subálveas. Consisten en pozos excavados en la orilla de los ríos en las arenas acuíferas, generalmente son de gran diámetro. Pueden ser de 2 tipos: a) pozo colector con perforaciones radiales (Fig. 7) y b) pozo filtrante completo (filtración lateral y por el fondo.
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[ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO]
I-c) Captación de aguas subterráneas:
I-c1) Pozos: se clasifican en primera instancia en profundos y poco profundos. Los primeros son pozos perforados y los segundos son excavados.
Pozos Perforados: la perforación se puede ejecutar por dos métodos: 1) percusión y 2) rotativo. La elección del método depen de de ciertos factores:
Diámetro del pozo Profundidad del pozo Características geológicas a atravesar
Pozos Excavados: los pozos excavados se constituyen y explotan para la
captación de aguas poco profundas.
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II.-Línea de aducción o impulsión: Son tuberías usadas para transportar los caudales desde la obra de captación hasta el estanque de almacenamiento o la planta de tratamiento y consta de una serie de dispositivos necesarios para su buen funcionamiento, tales como: ventosas, limpiezas, desarenador, tanquillas rompe carga, válvulas reductoras de presión, codos, etc. La mayoría de las veces el agua es conducida en tuberías a presión, bien por gravedad o con la ayuda de bombas. Algunas veces, a lo largo de canales abiertos, puentes-canales y túneles. El tipo de conducto que se adopta depende de la topografía general del terreno a través del cual se tienden los conductos.
III.-Planta de Tratamiento: Es el conjunto de estructuras destinadas a dotar el agua de la fuente de la calidad necesaria para el consumo humano, es decir potabilizarla.
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Depósito Regulador: Es la estructura destinada a almacenar parte de los volúmenes requeridos por la población a fin de garantizar su entrega de manera continua y permanente. Además el depósito regulador tiene como objetivo garantizar las presiones requeridas en los aparatos sanitarios de las viviendas.
Línea Matriz: Es el tramo de tubería destinado a conducir el agua desde el depósito regulador o la planta de tratamiento hasta la red de distribución.
IV.-Red de Distribución: Es el conjunto de tuberías y accesorios destinados a conducir las aguas a todos y cada una de los usuarios a través de las calles.
Acometida Domiciliaria: Es el tramo de tubería que conduce las aguas desde la red de distribución hasta el interior de la vivienda. En este tramo de tubería se colocan los contadores o medidores que son equipos destinados a medir la cantidad de agua que utiliza cada usuario y esta puede ser medida volumétricamente o por el caudal.
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I. INFORMACION PRELIMINAR En la línea de conducción y distribución de un Sistema de agua potable urbano del AA.HH. Ciudad del pescador – Casma, cuyos datos son:
PUNTO
COTA (m)
DISTANCIA (m)
CAPTACION
93.52
CRP -01
54.48
178.34
RESERVORIO
31.48
197.28
Después de un censo realizado se obtuvo que se colocarán 108 conexiones domiciliarias (6 hab/familia), la dotación para cada conexión será 180 lt/hab/dia y cuyo índice de crecimiento es del 1.3%. *
Fuente: INEI. Censos Nacionales 1993 y Censos Nacionales 2005 (*) Elaboración Propia. Fórmula: Pn = Po * (1 + r) n
II. DISEÑO DE LA LINEA DE CONDUCCION A) Población Actual. Para 108 viviendas y 6 hab/viv.
∴ = = ∴. % ∴ ∴= (1 100 )=744 (11.3 10020 )=816 ℎ. ∴180 / ℎ / .
ó
B) Tasa de Crecimiento.
C) Periodo de Diseño.
ñ
D) Población futura.
E) Dotación (Lt/Hab/Día)
í
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F) Consumo promedio diario anual (Lt/seg)
180 ∴= =816 =1. 7 0 86400 86400 ⁄ ó
G) Consumo máximo diario (Lt/seg)
∴=1.3 =1.3 1.70=2.21 ⁄ H) Caudal disponible (Lt/seg)
∴ 4.0 ⁄ > 2.21 ⁄ ∴ I) Volumen de reservorio (m3)
∴=0.25 86400 =47. 8 ≈ 50 1000 J) Consumo máximo horario (Lt/seg)
∴ℎ=2.0 =2.0 1.70=3.4 ⁄ - Diseño realizado en hoja de cálculo Excel.
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III. DISEÑO DEL TRAMO (Captación – CRP - 01)
- DIAMETRO DE TUBERIA. Para hallar el diámetro calculado, utilizaremos la ecuación 04, cuyos datos se obtienen de la tabla. Para C=150. Se utilizará como caudal, el máximo diario
⁄. ∴ = (0.0004264 .) ⁄. ∴ = 0.0004264 1502.21.− .. =1.27" Nota: Pero 1.27”no es comercial por lo tanto el
DIAMETRO SERA 2”
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- VELOCIDAD DE FLUJO.
= 10 40.0254 = 10 4 0.2.022541 2 =1.09 ⁄ . =1.718 10 . . . 178 2. 2 1 =1.718 10 150. 2. =4.87
- PERDIDA DE CARGA.
- COTA PIEZOMETRICA.
. = . = 93.524.87=88.65 - PRESION RESIDUAL.
==88. 6 554.48=34.17 - Diseño realizado en hoja de cálculo Excel.
Nota: Las presiones calculadas sugieren usar tubería clase 7.5.
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III. DISEÑO DEL RESERVORIO (50 M3) Datos
Volumen ( V )
=
50
m3.
Ancho de Pared ( b )
=
5.00
m.
Altura de agua ( h )
=
2
m.
Borde Libre ( B.L.)
=
0.2
m.
Altura Total ( H )
=
2.2
m.
1000
Kg/m3
1800
Kg/m3
1
Kg/cm2
Peso especifico del agua ( γa )
=
Peso especifico del Terreno ( γt )
=
Capacidad de carga del terreno ( σt )=
3.1 Calculo de Momentos y Espesor
Relación B/H = 2.5 Momentos:
= ℎ =1000 ℎ 2 =8000
Los valores de K
y=0 b/h
2.50
x/h 0 1/4 1/2 3/4
Mx
1
My
y=b/4 Mx My
Y=b/2 Mx My
0
0.027
0
0.013
0
-0.074
0.012
0.022
0.007
0.013
-0.013
-0.066
0.011
0.014
0.080
0.010
-0.011
-0.053
-0.021
-0.001
-0.01
0.001
-0.005
-0.027
-0.108
-0.022
-0.077
-0.015
0
0
My
y=b/4 Mx My
Multiplicamos: K xM y=0 b/h
2.50
x/h 0 1/4 1/2 3/4
Mx 0
216
0 104.000
96.000 176.000
56.000 104.000
88.000 112.000 640.000
1
168.000
8.000
864.00
176
80.000
Y=b/2 Mx My 0
592
104.000
528
80.000
88.000
424
8.000
40.000
216
616 120.000
0
0
Escogemos el mayor valor de la matriz:
=864 PÁGINA 14
[ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO]
El espesor de la pared (e): f´c= 175 kg/cm 2 b = 100 cm
=0.85 `′ =0.85 √ 175=11.24 / = 6 = 11.624864 100 =21.47 = 25.0
Para el diseño se asume:
3.2 Losa de Cubierta Datos: Espesor de los Apoyos = Luz interna = Luz de Calculo ( L ) = Espesor de losa de cubierta L/36 = Espesor de losa de cubierta =
25.00 5.00 5.25 14.58 15.00
cm. m. m. cm. cm.
Se usa el momento máximo doblemente empotradas:
− =
Donde C= Peso Propio= Carga Viva= W=
0.036 360 kg/m2 150 kg/m2 510 kg/m2
− = 0.=036506 510 5.25 −
Calculo el espesor útil " d " mediante el método elástico:
Hallando R:
= fs= 1400 fc= 79 n= 10
kg/cm2 kg/cm2
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= + = + =0.361 = 1 =0.8798 = 1 . =0.8798 = ++ = . . =12.54 Espesor util:
= 12.55064 100 = 6.35 1= 1=6.35 2. 5 0 8.85 1=15 = 15 2.5 =12.5
Considerando Recubrimiento = 2.5 cm
Para el diseño se asume:
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[ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO] Calculo en Hoja de Excel:
3.3 Losa de Fondo:
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