ejercicio de lineas de aducción por gravedad
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diseño de acueductosTRANSCRIPT
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UNEFM - CURSO DE ACUEDUCTOS Y CLOACAS ING. CARLOS MARTINS
EJERCICIO DE DISEO DE LNEA DE ADUCCIN POR GRAVEDAD
Realizar el diseo de la lnea de aduccin mostrada en la vista en planta.
Datos Topogrficos de la Comunidad
Punto Cota (msnm) Tramo Longitud (m)
Fuente Nivel Mnimo = 200 Fuente-A 4000
A 120 A-B 1500
B 85 B-C 3500
C 160 C-D 2000
D 145 D-E 2000
E 110 C-F 800
F 130 F-G 5000
G 110 G-H 2500
H 120 H-I 3500
I 40
Otras Informaciones de Proyecto:
1.- La comunidad ubicada en E tiene una poblacin de diseo de 10.000 hab.
2.- La comunidad ubicada en I tiene una poblacin de diseo de 5.000 hab.
3.- En E, la aduccin descargara en un tanque metlico elevado, de altura de torre ms cmara de
almacenamiento de 15 metros, y con requerimiento de presin mnima en la descarga de 7 mca.
4.- En I, la aduccin descargara en un tanque de concreto sobre terreno, con altura de 4 metros, y
con requerimiento de presin mnima en la descarga de 10 mca.
5.- Solo existe disponibilidad en depsito de tubera PEAD sdr 17.
6.- La dotacin se establece en 200 LPD.
FUENTE
A B
C
D E
F G
H
I
-
Resolucin:
Se determina la carga hidrulica para todo el recorrido.
Se puede apreciar que para todo el recorrido, la carga hidrulica es positiva, por lo tanto la fuente
domina el perfil, y en teora la conduccin ser por gravedad.
Posteriormente determinamos los gatos de diseo, sabiendo que:
0
50
100
150
200
250
0 4000 5500 9000 11000 13000
Perfil Fuente -E
80 115 40
55 90
70 90 80 160
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
9000 9800 14800 17300 20800
Perfil C-I
40 70 90 80 160
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Qdis = Qmd
=10.000 200
86.400= 23,15 /
= 1,25 23,15 = 28,94 /
=5.000 200
86.400= 11,57 /
= 1,25 11,57 = 14,46 /
Ahora bien, sabemos que el tramo desde la fuente hasta C, deber transportar el gasto que
demandan la comunidades ubicadas en E y I. Por lo que los gastos de diseo quedaran expresados
por:
= 28,94 + 14,46 = 43,40 /
= 28,94 /
= 14,46 /
Establecidos los gastos de diseo, fijaremos los tipos y clases de tuberas a usar en funcin de las
presiones mximas de trabajo. Para ello y en funcin de la carga hidrulica disponible seleccionamos
las tuberas, pero segn indicaciones solo disponemos de tubera de PEAD que soporta mximo una
presin de 105 mca.
En el primer perfil observamos, que en el tramo A-B se presentan presiones de 115 mca, por lo que
deberemos instalar algn dispositivo que permita el uso de la tubera disponible, pudiendo ser estos
una Tanquilla Rompe Carga (TR) o una Vlvula Reductora de Presin (VRP). La TR es ms econmica,
por lo tanto ser el dispositivo que se usar.
105
TR 30
Cota de Fuente = 200 msnm
Cota de TR = 190 msnm
-
050
100
150
200
250
0 4000 5500 9000 11000 13000
Perfil Fuente -E
Fijada la TR en ese perfil, se puede apreciar que se usara la tubera de PEAD sdr 17 para el resto del
recorrido.
En cuanto al otro perfil, se aprecia que al final del tramo las presiones tambin sobrepasan el mximo
permitido por la tubera, por lo cual se fijara otra TR.
Fijada la segunda TR, procedemos al dimensionado de las tuberas, teniendo ya la configuracin
definitiva de los elementos de la aduccin.
Cota de TR1 = 190 msnm
Fuente
A
B
C D
E
150
Nueva Lnea de Presin Esttica, dada por la TR previamente
30
TR2 Cota de TR2 = 85 msnm
105
45
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Tramo Fuente TR1:
= = 1,85
=
1,85
=10
500 (43,40)1,85= 0,00001869
1= 0,000008081 = 200
2= 0,00003280 = 150
1 = 2
1,85
(12)1,85=
10 0,00003280 500 1,05 (43,40)1,85
(0,000008081 0,00003280) (43,40)1,85= 319 200
2 = 1 = 500 319 = 181 150
Tramo TR1 C:
=30
8500 (43,40)1,85= 0,000003299
1= 0,000002729 = 250
2= 0,000008081 = 200
1 =30 0,000008081 8500 1,05 (43,40)1,85
(0,000002729 0,000008081) (43,40)1,85= 8237 250
2 = 1 = 8500 8237 = 263 200
Tramo C D:
=15
2000 (28,94)1,85= 0,00001483
1= 0,000008081 = 200
2= 0,00003280 = 150
1 =15 0,00003280 2000 1,05 (28,94)1,85
(0,000008081 0,00003280) (28,94)1,85= 1587 200
2 = 1 = 2000 1587 = 413 150
Tramo D E:
=13
2000 (28,94)1,85= 0,00001286
1= 0,000008081 = 200
2= 0,00003280 = 150
-
1 =13 0,00003280 2000 1,05 (28,94)1,85
(0,000008081 0,00003280) (29,94)1,85= 1640 200
2 = 1 = 2000 1640 = 360 150
Tramo C H:
=40
8300 (14,46)1,85= 0,00003441
1= 0,00003280 = 150
2= 0,0002356 = 100
1 =40 0,0002356 8300 1,05 (14,46)1,85
(0,00003280 0,0002356) (14,46)1,85= 8716 150
Al ser la longitud aportada mayor a la del tramo, se toma para todo el dimetro de 150 mm.
Tramo H TR2:
=35
1531,26 (14,46)1,85= 0,0001632
1= 0,00003280 = 150
2= 0,0002356 = 100
1 =35 0,0002356 1531,26 1,05 (14,46)1,85
(0,00003280 0,0002356) (14,46)1,85= 636 150
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
9000 9800 14800 17300 20800
Perfil C-I
Cota de TR2 = 85 msnm
C
F
G H
I
-
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0
50
100
150
200
250
0 4000 5500 9000 11000 13000
Perfil Fuente -E
2 = 1 = 1531,26 636 = 895,26 100
Tramo TR2 I:
=31
1968,74 (14,46)1,85= 0,0001124
1= 0,00003280 = 150
2= 0,0002356 = 100
1 =31 0,0002356 1968,74 1,05 (14,46)1,85
(0,00003280 0,0002356) (14,46)1,85= 1311 150
2 = 1 = 1968,74 1311 = 657,74 100
Dimensionadas las conducciones, chequeamos el arreglo de las tuberas, quedando:
Fuente
A
B
C D
E
TR1
8737 m de 250 mm
263 m de 200 mm
3640 m de 200 mm
360 m de 150 mm
-
Por ltimo, determinamos las presiones de servicio en la conduccin.
Tramo Longitud
(m)
Dimetro
(mm)
Coef.
Alfa
Clase
de
Tub.
Caudal
(l/s)
J
(m)
J (m)
Cota
(msnm)
Presin
Esttica
(m)
Presin
Dinmica
(m)
Fu - TR1 500 250 0,000002729 PEAD 43,40 1,46 1,46 200 190 10 8,54
TR1 - A 3500 250 0,000002729 PEAD 43,40 10,22 10,22 190 120 70 59,78
A - B 1500 250 0,000002729 PEAD 43,40 4,38 14,60 85 105 90,40
B - B 3237 250 0,000002729 PEAD 43,40 9,45 24,05 154,36 35,64 11,59
B- C 263 200 0,000008081 PEAD 43,40 2,27 26,32 160 30 3,68
C - D 2000 200 0,000008081 PEAD 28,94 8,17 34,46 145 45 10,51
D D 1640 200 0,000008081 PEAD 28,94 6,70 41,16 116,30 73,70 32,54
D - E 360 150 0,00003280 PEAD 28,94 5,97 47,13 110 80 32,87
C - F 800 150 0,00003280 PEAD 14,46 3,68 30 130 60 30
F - G 5000 150 0,00003280 PEAD 14,46 22,97 52,97 110 80 27,03
G - H 2500 150 0,00003280 PEAD 14,46 11,48 64,45 120 70 5,55
H TR2 1531,26 150 0,00003280 PEAD 14,46 7,03 71,48 85 105 33,52
TR2 I 1311 150 0,00003280 PEAD 14,46 6,02 6,02 85 55 30 23,98
I - I 657,74 100 0,0002356 PEAD 14,46 21,70 27,72 40 45 17,28
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
9000 9800 14800 17300 20800
Perfil C-I
C
F
657,74 m de 100 mm
G H
I
TR2
11142,26 m de150 mm