ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TEMA “TRABAJO COLABORATIVO”
Docente
: Ing. EDGAR PAZ PEREZ
Curso
: Mecánica de Fluidos
Escuela Profesional
: Ingeniería Civil
Integrantes
: Díaz Grados Silvana : Campos Pinedo Roger : Estrada Meza Roy
Chimbote – Chimbote – Perú Perú
2017
INDICE
I.- INTRODUCCIÓN……………………………………………………………
II.-OBEJTIVOS…………………………………………………………………
III.JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………
IV. MARCO TE ORICO…………………………………………………………
V. CONCLUSI ONES……………………………………………………………
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………………………………….
I.
INTRODUCCION
El diseño de una tubería se basa en ciertas normas de diseños estandarizadas, investigadores, ingenieros de proyectos e ingenieros de campo en áreas de aplicación específicas.
Las tuberías PVC flexibles, son tuberías livianas principalmente fabricadas para soportar cargas estáticas y dinámicas que se producen mayormente en un sistema de Riego. El riego es una actividad que fue desarrollada para proveer agua en épocas de escasez de precipitaciones lo que permitió la existencia constante de comida y el desarrollo de los pueblos, para poder desarrollar esto se tiene que emplear un sistema de riego el cual ayudara a los pobladores a tener un mejor desarrollo.
En un diseño de un sistema de riego a través de tuberías siempre va existirá comportamientos hidráulicos que se desarrolla dependiendo del coeficiente de rugosidad
de las tuberías y comportamientos estructurales que se desarrollan
dependiendo del material y fabricación de las tuberías . También incluye la energía que mueve el fluido dentro de ella puede ser de tipo gravitacional (un embalse o tanque a la entrada) o mecánica (una bomba). En este caso, para que la tubería pueda ser considerada como simple, la bomba debe estar localizada en uno de los extremos. La tubería simple puede tener cualquier tipo de accesorios que produzcan pérdidas menores, incluyendo válvulas para el control del caudal. o pórticos de ac ero.
Con el presente trabajo queremos desarrollar de una manera sencilla y didáctica el planteamiento de una Tesis Profesional desde la perspectiva de la carrera de Ingeniería Civil a través de un tema seleccionado en la plataforma de nuestra biblioteca tocando un tema importante que es el Comportamiento Hidráulico y Estructural de Tuberías PVC Flexibles Perfiladas en el Sistema de Riego, analizaremos un resumen y desarrollaremos según el índice perfilado en nuestra portada
II.
OBJETIVOS Objetivo General
Analizar el comportamiento hidráulico y estructural de tuberías PVC flexibles perfiladas en sistema de riego
Mejorar la calidad de vida de los pobladores a t ravés del sistema de riego A través de la instalación, podemos mejorar culturalmente el buen uso del agua para el riego de sus tierras y sobre todo orientándolos de una mejor manera a la actividad agropecuaria.
Objetivos Específicos
Determinar el funcionamiento del Sistema de Riego con tuberías PVC.
Conocer que indicadores intervienen en un comportamiento hidráulico de un sistema de riego con tuberías PVC.
Conocer que indicadores intervienen en un comportamiento estructural de un sistema de riego con tuberías PVC.
Poner en funcionamiento el sistema de Riego con tuberías PVC flexibles perfiladas. Propiciar el buen uso de los recursos naturales, y a la vez los lleve a su aumento de su producción mejorando su calidad de vida.
III.
JUSTIFICACION
En la siguiente monografía hablaremos sobre el comportamiento hidráulico y estructural que tienen las tuberías PVC flexibles perfiladas en un sistema de Riego ya que es un tema muy importante para nosotros como futuros ingenieros por lo que an alizaremos los diferentes tipos de indicadores en la que está sometida un sistema de riego con tuberías PVC flexibles.
Este se justifica porque a través de una tesis como material de apoyo podemos enfocarnos al estudio de riego para sectores lejanos atraves de tuberías de PVC llevando una mejor calidad de vida a poblaciones alejadas del país Además, dicha información aporta una buena manera de llevar a cabo un trabajo en las condiciones y diversas situaciones que requiere es te proyecto.
IV.
MARCO TEORICO
LOCALIZACION Está ubicado en nuestro territorio nacional, en la Región de Ayacucho, Departamento de Ayacucho, provincia de La Mar, distrito de Anco, comunidad de Amarupampa. Está constituido por una cadena montañosa que se le denomina Los Andes y casi en su totalidad la gente habla el quechua Geográficamente está ubicado en una Longitud Oeste de 75° 13´, Latitud Sur 13° 16´, y una altitud Media de 2742 msnm.
CLIMA El clima en esta zona es templado a cálido por la presencia de plantas xerofíticos y la acidez del suelo hace de esta zona un clima seco con lluvias en verano.
VIAS DE ACCESO El acceso a la zona se puede hacer con vehículo motorizado desde la carretera de Ayacucho a Pacobamba que se encuentra a unos 245 Km y tiene una duración aprox. De 5 horas, puede ser en camión o camión rural. Desde Pacobamba a Amarupampa se ocupa la carretera de la Herradura que está a unos 15 Km y tiene una duración de 3 horas aproximadamente.
ESTUDIO AGROLOGICO Se hace una recopilación de datos obtenidos del Instituto de Recursos Naturales, Gobierno Regional de Recursos Naturales, también se ocuparon mapas cartográficos a una escala de 1 /25000 y la Carta Nacional del Instituto Geofísico Militar, para luego pasar a trabajos estrictamente de campo donde se determinó las unidades agrologicas en base al uso del suelo.
ESTUDIO HIDROLOGICO Determinación de la calidad del agua Para determinar la calidad químicas, físicas del agua se tomó muestras del rio Ccayancca los cuales nos arrojó el siguiente resultado.
Descripción Ph
Resultados 7,9
Salinidad
0,33 mmh/cm
Cloro
0,33 mmh/cm
SO4
3,5 meq/lt
Boro
>0,1 meq/lt
Carbonato de Sodio residual Fuente: Laboratorio de Suelos UNSCH
1,25 meq/lt
Características Climáticas Temperatura.- La temperatura juega un papel importante en el clima para determinar el tipo de cultivo y el cálculo de evapotranspiración. En la zona de Amarubamba tiene una temperatura media de 10.58 °C, una temperatura máxima de 12.60 °C y una mínima de 8.80 °C
Precipitación.- De acuerdo a los datos obtenidos en un periodo de 10 años, los indicadores nos dicen que en el mes de enero se registró un promedio de 147.67 mm y el mínimo en el mes de julio se obtuvo 7.40 mm estos valores en el transcurso de 12 meses nos arroja un valor promedio de 61.40 mm, esto nos indica que hay una precipitación irregular.
ESTUDIO GEOLOGICO Características Generales de la zona Por sus características de la zona es de tipo aluvial, formado por el arrastre y deposito de los materiales de las partes más altas. Es una zona bastante restringida presentas sectores con muchas rocas, estas rocas esta constituida por sedimentos de naturaleza calcárea como un conglomerado fino impermeable encontrándose cerca de la superficie a unos 20 cm.
Comportamiento del Suelo Es importante conocer el comportamiento del suelo para poder hacer unas cimentaciones adecuadas tomando en cuenta las características de la zona, hacer una buena cimentación nos asegura un trabajo a largo plazo con un buen futuro. Debemos realizar su resistencia y deformación portante del terreno siendo superior a la presión de contacto o carga unitaria aplicada por estructura. En el sector de la bocatoma y canal principal se encuentran baja cohesión a base de cimentaciones entre la matriz y los elementos del suelo.
Tipos de Suelo Generalmente se encuentras tres tipos de terrenos para la cimentación y estos son: Suelos, Rocas y Material de relleno. La clasificación de estos materiales se efectuó a base al sistema unificado de la clasificación de sus suelos (SUCS) que establece tres categorías. -
Suelos de partículas gruesas (grava y arena) que se retienen en la malla 200 más del 50%.
-
Suelos de partículas finas (limos y arcillas) que pasan la malla 200 más del 50%
-
Los Suelos altamente orgánicos, constituidos por turba, arcillas orgánicas muy plásticas.
Suelos y Geotecnia En su mayoría los suelos es de granulometría variada y escaso porcentaje de rocas (calizas, granodiorita, meteorizadas, fracturadas) que se encuentran en una fase de su descomposición conformada por su tamaño de boleos y en menor proporción a suelo arcilloso de color grisáceo pardusco.
TUBERIAS PVC PERFILADAS PARA UN SISTEMA DE RIEGO
Son tuberías estructurales con superficie interior liso y pared exterior perfilada, formadas por el enrollamiento helicoidal de una banda de perfil estructurado, fabricada con resinas de poli cloruro de vinilo no plastificado (PVC-U) mediante un proceso de extracción (moldeado de plásticos haciéndolo salir por una abertura ). La forma de la pared exterior de la tubería (perfil en T) le da la rigidez anular necesaria para soportar las cargas estáticas y dinámicas a las que va estar sometida, y esto le permite a su vez ser más liviana que las tuberías PVC con pared sólida. Estas tuberías
pueden tener múltiples aplicaciones, pero la más frecuente es la evacuación de aguas y sistemas de riego. Actualmente en el mercado mundial existen diversos tipos de tuberías perfiladas para diseños de sistemas de riegos hechas de cloruro de polivinilo. Todas ellas tienen una cualidad común: el diseño de la pared es estructural, es decir tienen la facultad de aumentar la rigidez anular sin gran aumento en el peso por unidad de longitud. Esta condición hace que las tuberías perfiladas sean más livianas que las de pared sólida.
Tuberías PVC perfiladas para sistemas de riego
COMPORTAMIENTO HIDRAULICO Y ESTRUCTURAL DE TUBERIAS PVC FLEXIBLES PERFILADAS EN UN SISTEMA DE RIEGO
Las tuberías perfiladas de PVC en un sistema de riego sufren un gran número de comportamientos en la cual se derivan respecto a su resistencia y las cargas permitiendo deformaciones. Al deflactarse ante la carga, permite que se desarrollen empujes pasivos de suelo en ambos lados del tubo hacia la línea de control esto sucede que sufra una deformación el tubo gracias a la mayor porción de la carga vertical, la cual es soportada por el suelo de los lados, a través del llamado efecto de arco.
Estos comportamientos se clasifican en dos:
Comportamiento Hidráulico
Comportamiento Estructural
Comportamiento Hidráulico en tuberías PVC perfiladas para un sistema de riego Debido a que las tuberías se fabrican a partir del PVC se ven afectadas a un gran número de comportamiento debido al flujo que trasladan dentro de ellas, estos comportamientos se les denomina comportamientos hidráulicos ya que dependen de varios aspectos tales como su máxima capacidad del flujo, la velocidad de diseño, y la pendiente. Algunas de estas tuberías poseen un bajo coeficiente de rugosidad, en la cual permite que no sufra muchos comportamientos y esta sea más eficiente y económico en las instalaciones.
Máxima Capacidad de flujo En conductos circulares, el máximo caudal se logra cuando el calado es del 93.8%, es decir, el tubo no va lleno. Sin embargo, para efectos de diseño siempre se debe considerar el caudal máximo al 75% del calado si no puede que la tubería sufra daños.
Velocidad de diseño La velocidad del flujo, es el que determinará el grado de sedimentación en las tuberías. Se ha dispuesto que la velocidad mínima a fin de evitar la sedimentación sea de 0.60 m/seg, si se pasa de esa puede que la tubería no dure lo necesario.
Pendiente De acuerdo a los diámetros, la pendiente será aquella que cumpla con los caudales de diseño; siendo esta para un tirante de 75% del diámetro si esto no se hace puede que el sistema de riego no sea el adecuado generando problemas para quien lo use
Comportamiento Estructural en tuberías PVC perfiladas para un sistema de riego Las Tuberías PVC Flexibles Perfiladas, son tuberías estructurales con superficie interior lisa y pared exterior perfilada, formada por enrollamiento helicoidal de una banda de perfil estructurado, fabricada con resinas de poli cloruro de vinilo no plastificado (PVCU). La forma de la pared exterior de la tubería (Perfil en T), le da la rigidez anular necesaria para soportar las cargas estáticas y dinámicas a la vez que está sometida, y esto le permite a su vez ser más liviana que las tuberías de PVC con pared exterior sólida y lisa. Estas tuberías sufren comportamiento dependiendo de varios factores como las cargas que se le dan a las tuberías.
Cargas sobre las tuberías Las cargas estáticas, están conformadas por el material de relleno que se coloca encima de la tubería. Este relleno generalmente origina cargas perpendiculares al eje longitudinal de la tubería conocida como carga de Prisma, si esto no se calcula las tuberías sufrirán rajadoras o grietas leves.
Deflexión de la tubería Las tuberías perfiladas pueden deformarse considerablemente sin sufrir daños estructurales. Al detallarse ante la carga, permite que se desarrollen empujes horizontales pasivos del suelo en ambos lados del tubo hacia la línea del centro horizontal. Al mismo tiempo la deformación del tubo lo libera de soportar la mayor parte de la carga vertical, la cual es soportada por el suelo de los costados a través del llamado Efecto Arco. La deflexión ocasiona un acortamiento vertical del diámetro. La sección transversal disminuye y cambia el comportamiento hidráulico del flujo. Es por eso que debe ser controlada de acuerdo a las condiciones de zanja, la selección del material de relleno, el grado de compactación y la rigidez del tubo.
Factores de Seguridad En el diseño de tuberías flexibles, se deben tener en cuenta ciertos límites de comportamiento controlados mediante factores de seguridad, los cuales son
Factor de Seguridad al Abollamiento. - El abollamiento o aplastamiento se produce en la generatriz superior del tubo. Para mantener la estabilidad dimensional
Factor de Seguridad a la Compresión. - La compresión o rotura de pared se da cuando el esfuerzo en el material de la pared del tubo, pasa su límite de proporcionalidad hasta a la fluencia. El factor de seguridad para este comportamiento
BENEFICIOS DE LAS TUBERIAS PERFILADAS
-
Muy livianas.- gracias a su perfil de diseño las tuberías poseen una fuerte relación entre su potencia y su resistencia. Su manipulación en el terreno de ejecución es muy fácil de manejarlo, su transporte es sencillo y es una gran ventaja en zonas de difícil acceso.
-
Vida Útil.- son muy impermeables al agua y muy resistente a la corrosión de fluidos y suelos agresivos por lo que garantizan una vida útil a más de 50 años.
-
Bajo Rigurosidad de superficie .- Nos ofrece una mayor eficiencia hidráulica que el concreto, los asbestos, permitiéndonos una mejor limpieza y disminución de pendientes para evitar mayor movimientos de tierras.
-
Mayor rendimiento en el lugar de la obra .- Por su bajo peso y mayor resistencia el rendimiento promedio obtenido en la instalación de tuberías es mas alto en comparación con el sistema tradicional mejorando el tiempo en las instalaciones de la obra.
PRUEBAS EN LAS TUBERIAS INSTALADAS
Prueba Hidráulica Para esta prueba se identifica los tramos a evaluar luego se enrasa la superficie del agua con la parte superior del buzón ubicadas agua arriba y se tapa el extremo de la tubería aguas abajo. Esto permite detectar fugas de aguas en las uniones. La pérdida de agua en tuberías instaladas, incluyendo el buzón, no deberá exceder el siguiente volumen: Ve = 0.0047 x DixLt Dónde: Ve = Volumen Exfiltrado (lt/día) Di = Diámetro interno del tubo (mm) L = Longitud del tramo
Prueba de Alineamiento Todos los tramos de la tubería deberán ser inspeccionados para que la instalación este en perfecto alineamiento, esto quiere decir que visualmente las tuberías deben de estar libre de obstáculos y su diámetro se aprecie completamente cuando se observe.
Prueba de Nivelación Esta prueba se realiza con niveles y escantillones, nivelando la cota del fondo y la corona de la tubería en intervalos de 10 m.
Prueba de Deflexión Una vez tendida todos los tramos, el porcentaje de deflexión no deberá superar el valor máximo permisible del 5% del diámetro interno del tubo. Una vez colocado el material
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RELLENO SOBRE EL TUBO El material que se usa para rellenar la zanja es el mismo que se usa para excavar
la
zanja. Este relleno se usa en capaz de 25 a 30 cm, hasta obtener el lugar deseado. Generalmente se usa una compactación mínima del 90% del Proctor estándar.