INTRODUCCIÓN El acueducto es un sistema o conjunto de sistemas acoplados, que permite transportar en forma de ujo continuo desde un lugar en el que ésta es accesible en la naturaleza, hasta un punto de consumo distante. Su nombre proviene del latín aquae ductus (conducci!n de agua"#.
$ualquier asentamiento humano, por peque%o que sea, necesita disp dispon oner er de un sist sistem ema a de apr aprovis ovisio iona nami mien ento to de agua gua que que satisf satisfag aga a sus necesi necesida dades des vitale vitales. s. &a sol soluci uci!n !n m's ele elemen menta tall consiste en establecer el poblamiento en las proimidades de un río o manantial, desde donde se acarrea el agua a los puntos de consumo. )tra soluci!n consiste en ecavar pozos dentro o fuera de la zona zona habi habita tada da.. *er ero o cuan cuando do el pobl poblam amie ient nto o alca alcanz nza a la categoría de auténtica ciudad, se hacen necesarios sistemas de conducci!n que obtengan el agua en los puntos m's adecuados del entorno + la aproimen al lugar donde est' establecida la comunidad humana.
$onociendo la importancia + uso de un sistema sistema de un acueducto en este trabajo se presenta el dise%o de un Sistema e -bastecimiento e -gua *otable ubicado en el municipio de uan de /erara, San uan.
- continuaci!n se mostraran + detallaran todos los pasos a seguir para el dise%o de esta obra de ingeniería, tomando en cuenta todos los factores que inu+en en la misma.
Marc Marco o teór teóric ico o: entro entro del dise%o sanitario de un sistema sistema de acueducto acueducto para una poblaci!n eist eisten en consid considera eracio ciones nes a tomar tomar para para preve prevenir nir enfer enferme medade dadess + normas normas locales que debemos cumplir, así mismo el dise%o se divide en diferentes etapas o partes para simpli0car el trabajo realizado por el dise%ador1 estas partes ser'n detalladas a continuaci!n2
Obra de toma: &lamamos obras de toma al conjunto de estructuras hidr'ulicas + equipos electromec'nicos que se constru+en con el objeto de etraer el agua de forma controlada que posteriormente alimentara un sistema de generaci!n hidr hidroe oelé léct ctri rica ca,, para para rieg riego, o, ac acue uedu duct cto, o, entr entre e much muchos os otro otross usos usos que que le podemos dar al agua. Eisten diversos tipos de obras de toma, cada uno desarrollado sobre la base de estudi estudios os de difer diferent entes es modelo modeloss hidr'ul hidr'ulico icos, s, sobre sobretod todo, o, aquel aquellas las que tienen muchas posibilidades de tener sedimentos
Obras de conducción: entro de un sistema de abastecimiento de agua, se le llama línea de conducci!n, al conjunto integrado por tuberías, + dispositivos de control, que permi permiten ten el transpo transporte rte del agua agua 3en condic condicion iones es adecu adecuadas adas de calida calidad, d, cantidad + presi!n3 desde la fuente de abastecimiento, hasta el sitio donde ser' distribuida.
Tanques de almacenamiento elevado: &os tanques de almacenamiento elevados son estanques de almacenamiento de agua que se encuentran por encima del nivel del terreno natural + son soportados por columnas + pilotes o por paredes.
DISEO DE SISTEM! DE !"M!CEN!MIENTO DE !#U! $OT!%"E DE" MUNICI$IO &U!N DE 'ERRER!( S!N &U!N)
*ara la realizaci!n de este pro+ecto lo primero que se procedi! a calcular como en todo pro+ecto de sanitaria en general fueron los caudales m'imo diario + horario a partir de la dotaci!n + la poblaci!n. El primer dise%o consiste en el pre3dimensionado de las obras de tomas. Entonces luego de tener bien dimensionado el muro de las tomas se dise%! la rejilla. espejando de la f!rmula de 4anning la pendiente obtenemos la inclinaci!n que debe de tener esta tubería para que entre el caudal m'imo que se puede etraer del río a la línea de aducci!n1 luego se procedi! a calcular el di'metro para los diferentes tramos de la línea, este fue variable debido a que cada uno llevaban caudales diferentes hasta conectarse a la línea que llega al tanque.
&uego se dise%! el tanque de almacenamiento. - partir de esto +a podemos hacer el dise%o de la red redistribuci!n para el poblado actual.
Datos de la *oblación: •
$ro+ección de ,- a.os -%o
*oblaci!n (/-5# 86,9 69.77 86,: ;<.77 8<,7 =9.>7 8<,9 ;=.>7
6776 6786 678; 67>; •
Determinación de caudal medio:
450.00
´= Q
.˙∗ No . Hab 86400
´ =71.68 Q
•
=
dia
Lts hab
∗13,766 hab.
86400 seg
Lts seg
Determinación del /ma0) Diario:
?@ 8.6 Amad
•
@ (71.68∗1.2 ) @ B;.7>
Lts seg
Determinación del /ma0) 'or):
Amah Amah
@ Q´ C8.B7# @ 86:.7; &*S
Dasa de crecimiento (# otaci!n (&F/-5FG-#
7.8B=> >=7
$audal medio diario (mH
7.798;:=
$audal m'imo diario (mH
7.7B;7<>
$audal m'imo horario (mH
7.86:7=8
1uente de ca*tación de a2ua: &a captaci!n consiste en recolectar + almacenar aguas provenientes de diversas fuentes para su uso bené0co.
•
R3o San &uan
&ongitud del río (Im# -rea de la cuenca (Im# $audal (mH
868 >;> B.8<
•
$resa de Sabaneta
•
Dise.o de re4illa + canal de aducción:
a)
Dise.o de la re4illa + canal de aducción) B;.7> lFs J B,8<7 lFs Caudal m50) Diario 6 caudal del rio) √
b)
Calculo velocidad del rio: &@ ancho de la presa @ B97.7 m /@
Q 1.84∗ L
@
0.08604 1.84
∗870
@ 7.778>6>8B9m
"78"9 -);n;' @ B97 3 7.8C6C7.778>6>8B9 @ B;:.:::98=6m Q @ L ∗ H
Kr@
0.08604 869.99∗0.001424187
'
@ 7.<8mFs
7.<7 mFs J 8.B> mFs J <.7 mFs c)
!nc
Ls @
2/ 3
¿
0.001424187
# M 7.;C
¿ ¿ ¿
# @7.79>::;9;; m
5@ 7.79>::;9;;M7.87@ 7.89>::;9;;m. 5N 5mín
∴B
=0.175 m
Re4illa: a)
"on2itud de la re4illa + n=mero de ori>cios:
Datos: @
[email protected]:m.
[email protected] mFs. Separaci!n entre barrotes2 =.7cm ∅
Q
-n @ b)
0.8604 0.9∗0.2
=0.478 m2 .
Numero de ori>cios: O@
c)
0.9∗Vb
@
An 0.478 = =54.62 ≡ 55 orificios. a∗b 0.05∗0.17
Condiciones >nales de la re4illa: Kb 8
"r 8
Q 0 . 9∗ A
=
0 . 08604 =0 . 20 m / s 0 . 9∗0 . 478
1 . 84∗( 0 . 05 + 0 . 019 ) =3 . 775 m 0 . 05∗0 . 17
Niveles de agua en canal de aducción: a)
!2uas aba4o: %"@7.8=m
[email protected]< 2
(
1
Q (3 ) ( ) 2 g∗ B
@
0.08604
)
1/ 3
2
9.81∗0.17
2
=¿ 7.=6m
b? !2uas arriba: "c@ &rejillaM espesor del muro @ <.99=m M 7.<7m @ >.7=m
[ (
ho@
2he
[
2
+ h e− 2
2∗0.52
(
+
2 1 /2
) ]
iLc 3
0.52−
3
2 iLc 3
0.03∗4.05 3
)] 2
1 2
2 − (0.03∗4.05 ) @ 7.;:Bm 3
/o @ ho M 5&@ 7.;:BM
[email protected]>B m /e @/o M i&c @ 7.9>B M (7.7
.7=# @ 7.9:: m a)
%oca toma:
&'mina de agua@ Pondos de aguas abajo Q 5& @ ;=6.:<6 37.8= @ ;=6.9B6 m $resta del vertedero de eceso @ ;=6.9B637.7<@ ;=6.9=6 m Pondo @ ;=6.9=6 37.89 @ ;=6.=96 m atos Kelocidad / -lcance de 0lo superior (Ls#
7.<8 7.778>6>8B9 7.79>::;9;;
5
7.89>::;9;;
iametro de barrotes (m# 7.76 Separacion de barrotes (m# 7.7= Rugosidad 7.77: Kelocidad entre barrotes (mH6# 7.677 rea neta (mH6# 7.>9B 5 (m# 7.89= iametro de barrotes (m# 7.78: Separacion de barrotes (m# 7.7=7 &ongitud de rejilla (m# <.99= OTmero de ori0cios =>.;6;:B>8< Oiveles de agua en el canal de aducci!n -guas abajo (m# 7.=6 -guas arriba (m# 7.9:: ise%o de la c'mra de recolecci!n -guas abajo (m# 7.:>: -guas arriba (m# 8.7;B -ncho de 0lo superior(m# 7.9=< 5 c'mara (m# 8.7=< &'mina de agua 7.76: $'lculo de cotas Pondos aguas abajo (msnm# ;=6.:<6 &'mina de agua (msnm# ;=6.9B $resta del vertedero (msnm# ;=6.9=6 Pondo (msnm# ;=6.=96
Diseño de la línea de aducci ón: Bocatoma – Desarenador. Caudal de diseño: 0.129
m3 /s
Coeficiente de rugosidad de Manning: 0.009 Longitud de conducción: 1,000.0 m
Resultados definitios:
*endiente
7.776<>
iametro comercial (m#
7.>7;>
Ao (mH
7.8=8:;
Ko (mFs#
8.898>9>
AFAo
7.B>:<78
KFKo
8.778
dF
7.9:8
Kelocidad (mFs#
8.896;>=
diametro (m#
7.<68>;6
/ (m#
7.>6;=:6
/deseado (m#
7.>86
Diseño del desareador:
atos AFAo KFKo dF
7.B= 8.778 7.9:8
K (mFs# d (m# Uravedad (cmFsH6# *eriodo de ise%o (a%os# OTmero de modulos Adise%o (mH
8.896; 7.<68= :B8 <7 8 7.798;:B 7.7B;7> 7.7;B779 6 7.86: 7.7= 97 8=V 7.788>; >278 ;=7 ;>:.;9B= 6.;= 8
$alculos preliminares Ks (cmFs# WFt t (s# W (s# Kolumen (mH<# -rea super0cial (mH6# 5ase (m# &ongitud (m# q (mCs# Ko (mFs# do (cm# KsFKo Kh (mFs# Kh ma (mFs#
7.8:;898 6.< 878:.=8; 6<>>.BB9 8;B.86<= B>.7;89= >.=B>6; 8B.<<97> 7.777B=< 7.777B=< 7.777<< 6.< 7.9B6778 <.:6<>6:
*ara Amd(678;# A(mH
7.7;B 6>96.>7> 7.777B7:
Kertedero /v (m# Kv (mFs# Ls (m#
7.7>767= 7.<;B:>6 7.6B7B89
*antalla de salida *rofundidad (m# istancia al vertedero de salida (m#
8 7.;7<799
*antalla de entrada *rofundidad (m# istancia a la camara de aquietamiento (m#
-lmacenamiento de lodos Relacion longitudo profundidad de lodos *rofundidad maima (m# *rofundidad maima adoptada (m# *rofundidad minima adoptada (m# istancia puerta de salida a la camara de aquietamiento (m# istancia puerta de salida (m# *endiente transvensal (# *endiente longitudinal de salida a la camara de aquie. (# *endinte longitudinal de salida (#
8 >.=B>6;
87 8.B<<97> 8 7.B ;.886<>; 86.66>;: >.<;69=> <.6967;; 8.;<;7<<
$amara de aquietamiento *rofundidad (m# -ncho (m# &argo (m#
7.;;;;;9 8.=6B7B9 8
Diseño de la l ínea de condiccion: Desrenador - Tanque de Almacenamiento Condiciones de dise.o:
$eriodo de dise.o8 ,- a.os) Caudal de dise.o 8 caudal m50imo diario 8 -)-@A-B m3 s Cota de l5mina de a2ua salida del desarenador 8 A- m Cota de descar2a en tanque de almacenamiento 8 @- m $resión de traba4o m50imo: -)- 2 cm 2 Clase de tuber3a 8FEs*esor de tuber3a 8-)--G "on2itud ;=<>;= 7.8:>:8<>=8
(m#
$'lculo de tramos 8 (m# 6 (m# 8 6 A8 (mH
7.8=6> 7.67<6 7.88>B;698; 7.76B6:<8>8 7.7B;7> 7.7B;7> 7.78B6>8>;: 7.7<6>6:69: >.98;96=<69 6.;=<8=9::; B@)B-FA @)@GFB
*érdidas /f8 (m# /f6 (m#
/ (m#
7.7;<>6<9:; 7.6:B=<:97;
Ouevos c'lculos de longitudes ;:.;>9>69=
8 6 9.;9<9=B ; B
(m# " m? "F m?
7.8:=8687> BB)FFGAA @)-B,,
$'lculo de cotas piezométricas Salida desarenador m? G)-BA@AF Entrada tanque m? @-
Diseño del tanque de almcenamiento:
atos Amad (mH
7.7B;7>
$
7.>6
t8 (horas#
8Bt8 (s#
;>B77
t6 (horas#
6t6 (s#
9677
/idrantes (&Fs#
=/idrantes (mH
7.77=
I
7.9
Kolumenes Kolumen regulador (mH<#
6<>8.;;>;>
Kolumen de incendios (mH<#
6=:.6
Kolumen de reserva (mH<#
66<7.8=;B
Kolumen maimo (mH<#
6<>8.;;>;>
imensiones / (m#
:.7;8;=96:8
& @ 5 (m#
8=.;B9B;;>6
Red de distribuci ón:
!AN D" #"RR"RA
Oudos 8 6 < > =
$otas (m# >B6 >B7 >B8 >9> >9=
atos $audal maimo horario (mH
7.86: 7.777B 7.78 8=7
$ $ota nivel agua en tanque (m# $ota terreno del nudo 8 a la red (m# &ongitud de la conducci!n $ota piezometrica de entrada de la red (m#
8>7 =B7 >B6 ::87 =<8
$'lculos de la línea de conduci!n Danque de -lm. 3 Red de distribuci!n *erdida unitaria 7.77>:>= comercial (pulg# iametro (pulg# 7.<>:;>8 8<.9;=>8 8> iametro comercial (m# 7.<==; *erdida unitaria con nuevo diametro 7.77>==> / (m# >=.86B;; $ota piezometrica (m# =<>.B98< *resion en el nudo 8 (m# =6.B98<> &ongitud propia &ongitud Dramo (m# alimentada (m# &ongitud total (m# q (&FsCm# $audal (&Fs# 8336 >>6 >>6 BB> 89.77=7977: 833< B>7 >>6 86B6 6>.;;88:B:< <336 ;BB BB> 8=96 7.78:6<;=7 <7.6<:9B=69 = <33> =>7 >77 :>7 8B.7B6<8><= 633= =>7 >77 :>7 8B.7B6<8><= =33> ;BB >77 87BB 67.:6:<897< Sumatoria de longts (m# ;97; 86:
Oudos
Dramo 8336 833< <336 <33> 633= =33>
A domestico (&FS# A industrial (&FS# A incendio (&FS# 8 6 >9.6>>B==<= 7.B < 6>.;;88:B:< > <:.788;<8<9 = 8B.7B6<8><= A (&FS#
A (&FS# 8<:.B >B.7>>B==<= = 6:.;;88:B:< = >>.788;<8<9 8B.7B6<8><= ;>.= ;>.= 89.>8:>77=> 89.>8:>77=> <<.B9>=>=8B 8=.9:66<7B>
Dramo 8336 833< <336 <33> 633= =33>
/ (m#
& (m# 6 8 8 9 = 8
A (mH>6 7.77>=6>: 7.7;>= 7.6;=<<>;: 87.>>;6= 86 B>7 7.7788:7= 7.7;>= 7.<>:76;>8 8<.9>86 8> ;BB 7.778>=<= 7.789>8:> 7.67<;=67: B.7899:: 87 =>7 7.786:;< 7.789>8:> 7.86::>B;> =.88;7BB ; =>7 7.77:6=:< 7.7<= 7.89:<7B< 9.7=:=<= 7.78=9:66 7.8:;8:B66 9.96><<: B
Resultados de$initivos:
CONC"USIONES RECOMEND!CIONES
•
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•
$on base en la informaci!n recolectada + procesada de las diferentes fuentes se logr! analizar + describir de una manera adecuada las principales características del 'rea en estudio.
*or medio del desarrollo del método de pro+ecci!n de poblaci!n se logr! obtener un estimado de la cantidad de personas que habitar'n en el municipio hasta el periodo de dise%o establecido.
Se estableci! la demanda de agua potable que requerir' el municipio a futuro.
El trabajo realizado representa un aporte importante para el desarrollo del municipio + el mejoramiento en la calidad de vida de su poblaci!n.
Gmplementar + ejecutar los dise%os propuestos para las estructuras hidr'ulicas que presentan de0ciencias en su funcionamiento, + de esta manera lograr que el sistema de acueducto satisfaga la demanda de la poblaci!n.
Se recomienda la implementaci!n de un sistema de tubería de paso directo, o 5+ *ass, para el desarenador, con el 0n de no suspender el suministro del agua cuando se realiza el mantenimiento de la estructura.
&levar acabo el mantenimiento propuesto a cada una de las estructuras hidr'ulicas que componen el sistema de acueducto, con el 0n de mejorar la prestaci!n del servicio, la e0ciencia + el costo operacional.
