Red De Distribucion I.doc
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Hidráulica Urbana I
INTRODUCCIÓN
El agua potable que abastece nuestra población se controla y regula para servir a una amplia variedad de propósitos, los cuales contribuyen a mejorar la calidad de vida, el medio ambiente, y favorecen las condiciones para el desarrollo de la economía. Para plantear soluciones efectivas a corto y mediano plazo al problema de los abastos de agua en Perú es necesario conocer las condiciones del sistema de distribución de agua existente. Se sabe que en muchos sitios hoy día, el aumento en la demanda por crecimiento industrial, comercial, turístico y poblacional, hace que los sistemas de distribución de agua no sean capaces de satisfacer la demanda requerida. El modelo del sistema de distribución de agua es una herramienta que permite conocer los caudales y las presiones que ocurren en la mayoría de las tuberías que distribuyen agua a la población. De esta manera se puede analizar y cuantificar el funcionamiento del sistema integrado de tuberías, tanques, bombas y válvulas que forman parte de la red de tuberías de agua potable. Este estudio es necesario para comprender las razones de rendimientos inadecuados y/o defectuosos.
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Hidráulica Urbana I
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MARCO TEORICO Red de Distribución Una red de distribución de agua es un conjunto de elementos hidráulicos (bombas, depósitos, tuberías, uniones, etc) utilizados para distribuir agua en una zona determinada. Dentro de la red podemos distinguir los siguientes componentes: Elemento: Componente de la red, como puede ser un tramo de una conducción, una válvula, una bomba, de tal manera que se tenga un comportamiento hidráulico muy bien definido. Línea: Conjunto de elementos de una red conectados entre dos puntos, a los cuales se les puede asociar una ecuación constitutiva que permita caracterizar el comportamiento global de los elementos que constituyen la línea. Es decir, una relación entre el caudal circulante y la diferencia de alturas piezométricas existente entre ambos extremos de la línea. Nudo: Cada uno de los extremos de una línea. O bien, punto de la red en la que se conectan dos o más líneas.
Las líneas se caracterizan por mantener a lo largo de su longitud unas características uniformes de sección y material. Las formas que en que estas se asocian dan lugar a redes, las cuales se clasifican como ramificadas, malladas o mixtas. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Funciones de la red de distribución Los sistemas de distribución tienen las siguientes funciones principales que cumplir. a. Suministrar el agua potable suficiente a los diferentes consumidores en forma sanitariamente segura. b. Proveer suficiente agua para combatir incendios en cualquier punto del sistema.
Parámetros de diseños En estos se incluyen las dotaciones por persona, el período de diseño, la población futura y los factores específicos (coeficientes de flujo, velocidades permisibles, presiones mínimas y máximas, diámetro mínimo, cobertura sobre tubería y resistencia de las tuberías.
Diseño En el diseño de la red de distribución de una localidad, se debe de considerar los siguientes aspectos fundamentales: a. El diseño se hará para las condiciones más desfavorables en la red, con el fin de asegurar su correcto funcionamiento para el período de diseño. b. Deberá de tratarse de servir directamente al mayor porcentaje de la población dentro de las viviendas, en forma continua, de calidad aceptable y cantidad suficiente. c. La distribución de los gastos, debe hacerse mediante hipótesis que esté acorde con el consumo real de la localidad durante el período de diseño. d. Las redes de distribución deberán dotarse de los accesorios y obras de artes necesarias, con el fin de asegurar el correcto funcionamiento, dentro de las normas establecidas y para facilitar su mantenimiento. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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e. El sistema principal de distribución de agua puede ser de red abierta, de malla cerrada, o una combinación de ambas. f. Para el Cálculo del Caudal de Diseño se consideran: Rurales: Qd QmH
Urbanas: Se considerará la cifra que resulte mayor al comprar el gasto máximo horario con la suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendio
QMD Qcontra incendio
QMH
Materiales Para la selección de los materiales de las tuberías se deberá tomar en cuenta lo siguientes factores: Resistencia a la corrosión y agresividad del suelo. Resistencia a los esfuerzos mecánicos producidos por las cargas, tanto externas como internas. Características de comportamiento hidráulico del proyecto (presiones de trabajo, golpe de ariete). Condiciones de instalación adecuadas al terreno. Resistencia contra la tuberculización e incrustación. Vida útil de acuerdo a la previsión del proyecto. Los materiales más comunes son: Policloruro de Vinilo (PCV) Polietileno FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Fierro Galvanizado Fierro Fundido Fierro Dúctil
Consideraciones finales Válvulas de seccionamiento La ubicación y cantidad de válvulas de seccionamiento en una red de distribución se determinan con la finalidad de poder aislar un tramo o parte de la red en caso de reparaciones o ampliaciones, manteniendo el servicio en el resto de esta. Mientras mayor número de válvulas se tengan en la red, menor será la parte sin servicio en caso de una reparación, pero más costoso el proyecto. En poblaciones concentradas deben proveerse de una válvula de ingreso a la red y en los puntos donde exista un ramal de derivación importante.
Válvulas de purga de lodos Las válvulas de purga de lodos se ubicaran en los puntos de cotas más bajas de la red de distribución, en donde se pudieran acumular sedimentos, se deberán considerar Sistemas de purga.
Válvulas reductoras de presión Las válvulas reductoras de presión reducen automáticamente la presión aguas abajo de las mismas, hasta un valor prefijado. En los casos en que no se pueda acceder a una válvula reductora de presión se puede optar por el uso de una cámara rompe-presión.
Hidrantes contra incendio Los hidrantes contra incendio se ubicarán en tal forma que la distancia entre dos de ellos no sea mayor de 300 m. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Los hidrantes se proyectarán en derivaciones de las tuberías de 100 mm de diámetro o mayores y llevarán una válvula de interrupción.
Procedimientos de cálculo El diseño hidráulico podrá realizarse como redes abiertas, cerradas y combinadas. Los cálculos deben realizarse tomando en cuenta los diámetros internos reales de las Tuberías. a) Redes cerradas o Malladas Una red cerrada de tuberías es aquella en la cual los conductos o tuberías que la componen se ramifican sucesivamente, conformando circuitos o anillos cerrados. Un circuito es cualquier trayectoria cerrada que puede recorrer una partícula fluida, partiendo desde un punto o nudo de la red, fluyendo por distintos tramos, hasta llegar al punto de partida. Malla: Se trata de un circuito cerrado formado por varias líneas. Puede tener o no otras mallas en su interior. El flujo de agua a través de ellas estará controlado por dos condiciones:
El flujo total que llega a un nudo es igual al que sale.
La pérdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier camino, es siempre la misma.
Estas condiciones junto con las relaciones de flujo y pérdida de carga, nos dan sistemas de ecuaciones, los cuales pueden ser resueltos por cualquiera de los métodos matemáticos de balanceo.
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b) Redes abiertas Una red ramificada intuitivamente se pude reconocer por su forma estructural de árbol. Las propiedades topológicas de una red ramificada son: No posee mallas Dos nudos cualesquiera sólo pueden estar conectados por un único trayecto A cada nudo sólo le incide una línea, o lo que es lo mismo sólo le aporta caudal una línea. El Dimensionamiento de las redes abiertas o ramificadas se realizará de acuerdo con los siguientes criterios: Se admitirá que la distribución del caudal sea uniforme a lo largo de la longitud de cada tramo. La pérdida de carga en el ramal será determinada para un caudal igual al que se verifica en su extremo. Cuando por las características de la población se produzca algún gasto significativo en la longitud de la tubería, éste deberá ser considerado como un nudo más.
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MEMORIA DESCRIPTIVA OBRA
: DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 11111 POTABLE
UBICACIÓN: DISTRITO : PROVINCIA : DEPARTAMENTO :
TUPAC AMARU PISCO ICA
SISTEMA : COSTA _____________________________________________________________________
1. GENERALIDADES La presente Memoria comprende y describe los conceptos utilizados en el desarrollo del proyecto de Saneamiento para El Mejoramiento Integral de abastecimiento de agua de la localidad. El área del proyecto se localiza en el Distrito de Túpac Amaru Inca , provincia de PISCO, departamento de ICA. El presente proyecto considera para el cálculo de la dotación una población de diseño: 2832 hab. 2. DESCRIPCION DEL PROYECTO El proyecto desarrolla las redes generales de agua en el distrito de TUPAC AMARU, provincia de pisco, distrito de Nasca, departamento de Ica. Se ha determinado que el caudal que va abastecer a la población de diseño es desde un Reservorio Elevado el cual abastecerá directamente a las viviendas ubicadas dentro de un área de AT 207784.87 m 2 . La distribución de agua se realizará a través de un alimentador principal de 16” (371 mm.) que viene del Reservorio Elevado desde donde se repartirá a cada uno de las viviendas que requieran el suministro. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Los diámetros teóricos de las tuberías de distribución han sido calculados de acuerdo a la Ecuación de Continuidad utilizando una velocidad recomendable de 1.1 m/seg. Los diámetros hallados corresponden a los diámetros teóricos según estos datos referenciales hallamos mediante la tabla de tubería de PVC rígido para fluidos a presión NTP ISO 4422 los diámetros comerciales a. Cálculos Justificativos de Dotación De acuerdo al R.N.E. y por ser zona costera urbana: Unidad de Consumo Población=2832 hab.
Dotación 220 lts/(pers x d).
b. Cálculo del caudal de diseño 1.- Caudal de diseño.- Se calculará con la cifra que resulte del gasto máximo horario 2.- Caudal máximo horario = 26.35 l/seg.
c. Válvulas y accesorios La Red de Distribución estará provista de válvulas de interrupción y de control que permitan aislar sectores de redes no mayores de 500 m. de longitud. Las válvulas utilizadas son instaladas en cámaras adecuadas y seguras. Las válvulas de Purga se ubicarán en los puntos muertos para su limpieza.
3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 10
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Estas especificaciones corresponden al Proyecto de red de distribución de agua en una localidad urbana que, conjuntamente con los planos, memoria descriptiva establecen las condiciones bajo las cuales debe ejecutarse la obra. De la Ejecución El Contratista para la formulación de su propuesta deberá revisar este proyecto con los correspondientes planos, a fin de evitar posibles interferencias durante la ejecución de la obra. De existir éstas deberá comunicarlas por escrito al Supervisor. De iniciar la obra sin haber dado previo aviso de las interferencias, el costo que determine la presencia de complicaciones posteriores, será íntegramente asumido por el Contratista. De los Materiales Los materiales, y equipos deberán ser nuevos., de reconocida calidad, según lo especificado y de utilización actual en el mercado nacional o internacional. Estos deberán almacenarse siguiendo las instrucciones dadas por el fabricante. Si por no estar colocados como es debido ocasionan daños a personas o equipos, los eventuales años deberán ser reparados por el Contratista sin costo alguno.
Los materiales, y equipo previamente a su adquisición deberán ser aprobados por el Supervisor. Si estos son instalados antes de ser aprobados, el Supervisor podrá hacerlo retirar y su reemplazo será por cuenta del Contratista.
Del Trazo de las Redes La ubicación de las redes en los planos son referenciales, por exigirlo así la facilidad para la lectura de éstos. En la práctica los trazos se mantendrán reajustando sus alineamientos y medidas a la realidad de la obra. De la Mano de Obra El personal que se emplee deberá ser especializado y competente. Las obras se ejecutarán respetando las normas vigentes de forma de alcanzar un trabajo óptimo, debiendo tener FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 11
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cuidado de que presenten un buen aspecto en lo que se refiere al alineamiento y plomo de las tuberías.
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN El sistema de distribución de agua potable, para la obra esta conformado por un conjunto de redes, siendo su sistema de abastecimiento mediante la utilización de reservorio elevado. En estas redes se debe considerar a la instalación de tuberías y accesorios (tees, codos, yees, reducciones, etc.). Está conformada por las tuberías de PVC, fabricadas de acuerdo con las normas ISO 4422. La red de distribución incluye los accesorios de empalme que se indican en los planos.
Las tuberías a utilizarse serán de PVC con los diámetros y alineamientos que se indican en los planos. No deben presentar abolladuras ni rajaduras. No se permitirá la formación de espigas o campanas por medio del calentamiento del material. Los accesorios complementarios, tales como Codos, Reducciones, Tees, Yees, etc será de PVC, de una sola pieza, sin defectos en su estructura y presentar superficies lisas. Unidad de medida: el metrado de las redes de tuberías exteriores se efectuará por metro lineal (ml) de tubería debidamente instalada incluyendo sus accesorios. Base de pago : La forma de pago será la que se indica en la partida que le corresponde, medida por ml, entendiéndose por dicho pago la compensación total por los materiales, mano de obra , leyes sociales, herramientas, equipos e imprevistos necesarios para la realización de la partida. Cajas para válvulas Se refiere a las cajas en la albañilería para el control de agua hacia los ramales o ramales de distribución alternas. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 12
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Unidad de medida: Se medirá por unidad,
(Und),
al verificarse la correcta
fabricación del nicho de albañilería. Base de pago: El pago se efectuará al precio unitario del contrato que será por unidad colocada y en el se incluyen los accesorios complementarios, la mano de obra, las leyes sociales y cualquier otro material e imprevisto que se necesita para su ejecución.
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DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN (SISTEMA CERRADO O MALLADO)
PARAMETRO DE DISEÑO Pa 2832
Habitantes
Dotación 220 lt / hab
Tasa de crecimiento poblacional 2.1% 0
Usar tubería P.V.C ISO
Calculo de la población de diseño
Pd Pa (1 Pd 2832 (1
rt ) 100
2.1 22 ) 100
P d 4140 hab
Calculo del Caudal de Diseño Caudal máximo horario (QMH) QMH QMH
Pd D K2 86400
4140 220 2.5 86400
QMH 26.35 l / s
Caudal máximo diario (QMD) FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 14
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QMD QMD
Pd D K1 86400
4140 220 * 1.3 86400
QMD 13.7 l / s
Luego hacemos la comparación
Q D QMD
Q D 13.7l / s
Se trabajará con el mayor Caudal de Diseño hallado: Q D 26.35 l / s
QD QMH Q D 26.35 l / s
Calculo del área total
AT 207784.87 m 2
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Calculo del área de influencia:
a A 12997.65 m 2
a B 25985.05 m 2
a c 12985.75 m 2
a D 25961.21 m 2
a E 12965.46 m 2
a F 25962.81 m 2
a G 12987.35 m 2
a H 25985.05 m 2
a I 51946.22 m 2
Calculo de caudales para cada punto
Q A 12997.65 1.27 10 4 lt / sg
Q B 25983.40 1.27 10 4 lt / sg
Qc 12985.75 1.27 10 4 lt / sg
Q D 25961.21 1.27 10 4 lt / sg
Q E 12965.46 1.27 10 4 lt / sg
QF 25962.81 1.27 10 4 lt / sg
QG 12987.35 1.27 10 4 lt / sg
Q H 25985.05 1.27 10 4 lt / sg
Q I 51946.22 1.27 10 4 lt / sg
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Distribución de caudales (Método de Hardy Cross)
Qd 40 8.37
6.78 I
44.91
20 5.77 II
14.23
13.22 15 16.07 13.84
IV
8.34
2.2 14.02
12
5.5
16.65
III
12.87
4.78
4.63
9.41
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DISEÑO:
TRAMO LONGITUD
C
Øteorico
Øtabla
QD(l/s)
k
BA AF FE EB
700,00 757,00 700,00 757,00
150,00 150,00 150,00 150,00
215,17 228,00 131,77 123,70
231,80 231,80 148,40 129,80
40,00 -44,91 -15,00 13,22
867,540 938,185 7612,200 15803,139
BE BC CD DE
757,00 700,00 757,00 700,00
150,00 150,00 150,00 150,00
123,70 152,15 128,34 50,46
129,80 185,40 129,80 58,40
-13,22 20,00 14,23 -2,20
15803,139 2574,536 15803,139 714434,976
ED DI IH HE
700,00 743,00 700,00 743,00
150,00 150,00 150,00 150,00
50,46 74,38 73,21 117,86
58,40 83,40 83,40 129,80
2,20 4,78 -4,63 -12,00
714434,976 133722,775 125983,772 15510,875
EH HG GF FE
743,00 700,00 743,00 700,00
150,00 150,00 150,00 150,00
117,86 79,79 126,57 131,77
129,80 83,40 129,80 148,40
12,00 -5,50 -13,84 15,00
15510,875 125983,772 15510,875 7612,200
hf 2,250 -3,010 -3,220 5,280 1,300 -5,28 1,85 6,06 -8,66 -6,032 8,66 6,81 -6,05 -4,34 5,079 4,34 -8,32 -5,65 3,22 -6,42
hf/Qd
∆Qd
0,056 0,067 0,215 0,399 0,737 0,399 0,093 0,426 3,936 4,854 3,936 1,425 1,307 0,362 7,029 0,361 1,513 0,408 0,214 2,497
-0,953 -0,953 -0,953 -1,625
39,047 -45,863 -15,953 11,595
1,625 0,672 0,672 1,063
-11,595 20,672 14,902 -1,137
-1,063 -0,391 -0,391 -1,780
1,137 4,389 -5,021 -13,780
1,780 1,389 1,389 1,389
13,780 -4,111 -12,451 16,389
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Q1
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COMPROBANDO: ∆Q < 2%Qd
Tramo I 0.953 < 2%(93.28) 0.953<1.8656
Tramo II 0.953 < 2%(93.28) 0.672<1.8656
Tramo III 0.953 < 2%(93.28) 0.391<1.8656
Tramo IV 0.953 < 2%(93.28) 1.389<1.8656
De acuerdo a los resultados obtenidos se cumplen la condición anterior que la variación del Caudal de Diseño de cada tramo es menor al 2% de Caudal de Diseño.
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DISEÑO DE LA LINEA DE ADUCCIÓN
PARAMETRO DE DISEÑO: Pd 2832
Habitantes
Dotación 220 lt / hab
Longitud de la tuberia 200 m
Usar tubería P.V.C ISO TRAMO LONGITUD C RA 200,00 150,00
NUDO R A B C D E F G H I
COTAS
Øteorico Øtabla 328,59371,00
HR 620 630 625 620 610 620 625 620 615 620
QD(l/s) 93,28
PE 25
hf 0 15 20 25 35 25 20 25 30 25
0 0,31 2,56 4,41 10,47 -2,72 -2,70 -8,35 -16,67 -22,72
k 25,09
hf 0,31
P.D 0 14,69 17,44 20,59 24,53 27,72 22,70 33,35 46,67 47,72
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MEMORIA DESCRIPTIVA OBRA
: DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 11111 POTABLE
UBICACIÓN: DISTRITO : PROVINCIA : DEPARTAMENTO :
Túpac Amaru Pisco ICA
SISTEMA : COSTA _____________________________________________________________________
1. GENERALIDADES La presente Memoria comprende y describe los conceptos utilizados en el desarrollo del proyecto de Saneamiento para El Mejoramiento Integral de abastecimiento de agua de la localidad. El área del proyecto se localiza en Tupac Amaru, provincia de Pisco, departamento de Ica. El presente proyecto considera para el cálculo de la dotación una población de diseño: 2832 hab. 2. DESCRIPCION DEL PROYECTO El proyecto desarrolla las redes generales de agua en el distrito de Tupac Amaru, provincia de Ica, departamento de Ica. Se ha determinado que el caudal que va abastecer a la población de diseño es desde un Reservorio Apoyado el cual abastecerá directamente a las viviendas. La distribución de agua se realizará a través de un alimentador principal de 6” (155.8 mm.) que viene del Reservorio Apoyado desde donde se repartirá a cada uno de las viviendas que requieran el suministro.
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Los diámetros teóricos de las tuberías de distribución han sido calculados de acuerdo a la Ecuación de Continuidad utilizando una velocidad recomendable de 1.1 m/seg. Los diámetros hallados corresponden a los diámetros teóricos según estos datos referenciales hallamos mediante la tabla de tubería de PVC rígido para fluidos a presión NTP ITINTEC 399.002 los diámetros comerciales
a. Cálculos Justificativos de Dotación De acuerdo al R.N.E. y por ser zona costera urbana: Unidad de Consumo Población=2832 hab.
Dotación 220 lts/(pers x d).
b. Cálculo del caudal de diseño 1.- Caudal de diseño.- Se calculará con la cifra que resulte mayor al comparar el gasto máximo horario con la suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendio 2.- Caudal máximo horario = 13.13 l/seg. (Mayor caudal obtenido) c. Válvulas y accesorios La Red de Distribución estará provista de válvulas de interrupción y de control que permitan aislar sectores de redes no mayores de 500 m. de longitud. Las válvulas utilizadas son instaladas en cámaras adecuadas y seguras. Las válvulas de Purga se ubicarán en los puntos muertos para su limpieza.
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3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Estas especificaciones corresponden al Proyecto de red de distribución de agua en una localidad urbana que, conjuntamente con los planos, memoria descriptiva establecen las condiciones bajo las cuales debe ejecutarse la obra. De la Ejecución El Contratista para la formulación de su propuesta deberá revisar este proyecto con los correspondientes planos, a fin de evitar posibles interferencias durante la ejecución de la obra. De existir éstas deberá comunicarlas por escrito al Supervisor. De iniciar la obra sin haber dado previo aviso de las interferencias, el costo que determine la presencia de complicaciones posteriores, será íntegramente asumido por el Contratista. De los Materiales Los materiales, y equipos deberán ser nuevos., de reconocida calidad, según lo especificado y de utilización actual en el mercado nacional o internacional. Estos deberán almacenarse siguiendo las instrucciones dadas por el fabricante. Si por no estar colocados como es debido ocasionan daños a personas o equipos, los eventuales años deberán ser reparados por el Contratista sin costo alguno.
Los materiales, y equipo previamente a su adquisición deberán ser aprobados por el Supervisor. Si estos son instalados antes de ser aprobados, el Supervisor podrá hacerlo retirar y su reemplazo será por cuenta del Contratista.
Del Trazo de las Redes La ubicación de las redes en los planos son referenciales, por exigirlo así la facilidad para la lectura de éstos. En la práctica los trazos se mantendrán reajustando sus alineamientos y medidas a la realidad de la obra. De la Mano de Obra El personal que se emplee deberá ser especializado y competente. Las obras se ejecutarán respetando las normas vigentes de forma de alcanzar un trabajo óptimo, debiendo tener FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 23
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cuidado de que presenten un buen aspecto en lo que se refiere al alineamiento y plomo de las tuberías.
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN El sistema de distribución de agua potable, para la obra esta conformado por un conjunto de redes, siendo su sistema de abastecimiento mediante la utilización de reservorio apoyado. En estas redes se debe considerar a la instalación de tuberías y accesorios (tees, codos, yees, reducciones, etc.). Está conformada por las tuberías de PVC, fabricadas de acuerdo con las normas ITINTEC-399.003. La red de distribución incluye los accesorios de empalme que se indican en los planos.
Las tuberías a utilizarse serán de PVC con los diámetros y alineamientos que se indican en los planos. No deben presentar abolladuras ni rajaduras. No se permitirá la formación de espigas o campanas por medio del calentamiento del material. Los accesorios complementarios, tales como Codos, Reducciones, Tees, Yees, etc será de PVC, de una sola pieza, sin defectos en su estructura y presentar superficies lisas. Unidad de medida: el metrado de las redes de tuberías exteriores se efectuará por metro lineal (ml) de tubería debidamente instalada incluyendo sus accesorios. Base de pago : La forma de pago será la que se indica en la partida que le corresponde, medida por ml, entendiéndose por dicho pago la compensación total por los materiales, mano de obra , leyes sociales, herramientas, equipos e imprevistos necesarios para la realización de la partida. Cajas para válvulas Se refiere a las cajas en la albañilería para el control de agua hacia los ramales o ramales de distribución alternas. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 24
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Unidad de medida: Se medirá por unidad,
(Und),
al verificarse la correcta
fabricación del nicho de albañilería. Base de pago: El pago se efectuará al precio unitario del contrato que será por unidad colocada y en el se incluyen los accesorios complementarios, la mano de obra, las leyes sociales y cualquier otro material e imprevisto que se necesita para su ejecución.
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DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN (SISTEMA ABIERTO) Es necesario contar con la Red de Distribución de Agua para el Consumo de Agua de una Localidad ubicada al norte de Lima, cuyo trazo se muerta en la figura. Para lo cual se cuenta con la siguiente información: Población actual: 2832habitantes Viviendas distribuidas uniformemente a lo largo de la red Tasa de crecimiento: 2.1% El proyecto debe satisfacer la demanda hasta el año 2035, el tramo RB corresponde a la línea de aducción, el abastecimiento se realiza mediante conexiones domiciliarias, utilizar tuberías PVC ITINTEC, fuente de abastecimiento con capacidad de satisfacer la demanda de agua, se le requiere: a) Diseño de la línea de aducción b) Diseño de la línea de distribución c) Señale en el esquema de la red las válvulas y grifos contra incendio que sea necesario en concordancia con las normas vigentes.
Calculo de la población de diseño Pd Pa (1 Pd 1340 (1
rt ) 100
2.45 22 ) 100
P d 2062 hab
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Calculo del Caudal de Diseño Caudal máximo horario (QMH) QMH QMH
Pd D K2 86400
2062 220 2.5 86400
QMH 3.13 l / s
Caudal máximo diario (QMD) QMD QMD
Pd D K1 86400
2062 220 1. 3 86400
QMD 6.83 l / s
Caudal contra incendio (QCI) QCI
50000 7200
QCI 6.94 l / s
Luego hacemos la comparación
Q D QMD QCI
Q D 6.83 6.94 Q D 13.77 l / s
Se trabajará con el mayor Caudal de Diseño hallado: Q D 13.77 l / s
QD QMH Q D 13.13 l / s
Calculo de longitud de la red FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 27
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Lred 700 m
Calculo del Caudal unitario qu
Qd Lred
qu
13.77 700
qu 0.020 l / s / m
Calculo de las Pérdidas de carga
TRAMO HF FE GE EB CD CB AB BR
QT
C 150 150 150 150 150 150 150 150
Qd
1. 20 1. 40 2. 00 3. 40 1. 60 2. 40 2. 00 0. 00
1.20 2.60 2.00 4.60 1.60 4.00 2.00 10. 60
Øi
LT
44. 40 55. 60 55. 60 82. 10 44. 40 82. 10 55. 60 155.80
60.00 70.00 100.00 170.00 80.00 120.00 100.00 70.00
hf 0. 92 1. 50 1. 32 1. 57 2. 09 0. 85 1. 32 0. 13
Øteór i co 37.27 54.86 48.11 72.97 43.03 68.04 48.11 110. 77
0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Calculo de las Presión dinámica
NUDO R A B C D E F G H
ALTURA COTA DEL BASE DEL TERRENO RESERVORIO
380 355 361 351 347 344 339 329 328
0,00
P.E
∑ hf
P.D
0,00 25,00 19,00 29,00 33,00 36,00 41,00 51,00
0,00 1,45 0,13 0,98 3,07 1,70 3,20 3,02
0,00 23,55 18,87 28,02 29,93 34,30 37,80 47,98
52,00
2,62
49,38
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La población de Diseño es la proyectada para el año 2035. El caudal de diseño será igual que el caudal máximo horario y el caudal máximo diario. Para el Sistema mallado los caudales medios serán obtenidos por el métodos de las mediatrices. La distribución de los caudales será realizada por el Método de Hardy Cross tomados con sentido horario. Mediante la fórmula de continuidad obtenemos el diámetro teórico y mediante catálogos obtenemos el diámetro comercial. La pérdida de carga la hallamos por la fórmula de Hazen y Williams. la variación del caudal de diseño se obtiene por la formula: Q
hf 1.85
hf Qd
Para comprobar se utiliza: ∆Q < 2%Qd Las Presiones Dinámicas obtenidas deberán estar entre el rango de 5-50 para localidades urbanas. Las válvulas de control serán colocada a cuatro metros de la esquina. En el Sistema Abierto existen puntos muertos por lo que es necesario colocar válvulas de purga.
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BIBLIOGRAFÍA LIBROS: Abastecimiento de Agua, Teoría y Diseño, Simón Arocha, Primera Edición, Editorial Vega. Reglamento Nacional de Edificaciones Mecánica de Fluidos e Hidráulica Apuntes de Clase
PAGINAS WEBB: www.google.com www.ingenieríacivil.org
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INTRODUCCIÓN
El agua potable que abastece nuestra población se controla y regula para servir a una amplia variedad de propósitos, los cuales contribuyen a mejorar la calidad de vida, el medio ambiente, y favorecen las condiciones para el desarrollo de la economía. Para plantear soluciones efectivas a corto y mediano plazo al problema de los abastos de agua en Perú es necesario conocer las condiciones del sistema de distribución de agua existente. Se sabe que en muchos sitios hoy día, el aumento en la demanda por crecimiento industrial, comercial, turístico y poblacional, hace que los sistemas de distribución de agua no sean capaces de satisfacer la demanda requerida. El modelo del sistema de distribución de agua es una herramienta que permite conocer los caudales y las presiones que ocurren en la mayoría de las tuberías que distribuyen agua a la población. De esta manera se puede analizar y cuantificar el funcionamiento del sistema integrado de tuberías, tanques, bombas y válvulas que forman parte de la red de tuberías de agua potable. Este estudio es necesario para comprender las razones de rendimientos inadecuados y/o defectuosos.
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MARCO TEORICO Red de Distribución Una red de distribución de agua es un conjunto de elementos hidráulicos (bombas, depósitos, tuberías, uniones, etc) utilizados para distribuir agua en una zona determinada. Dentro de la red podemos distinguir los siguientes componentes: Elemento: Componente de la red, como puede ser un tramo de una conducción, una válvula, una bomba, de tal manera que se tenga un comportamiento hidráulico muy bien definido. Línea: Conjunto de elementos de una red conectados entre dos puntos, a los cuales se les puede asociar una ecuación constitutiva que permita caracterizar el comportamiento global de los elementos que constituyen la línea. Es decir, una relación entre el caudal circulante y la diferencia de alturas piezométricas existente entre ambos extremos de la línea. Nudo: Cada uno de los extremos de una línea. O bien, punto de la red en la que se conectan dos o más líneas.
Las líneas se caracterizan por mantener a lo largo de su longitud unas características uniformes de sección y material. Las formas que en que estas se asocian dan lugar a redes, las cuales se clasifican como ramificadas, malladas o mixtas. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Funciones de la red de distribución Los sistemas de distribución tienen las siguientes funciones principales que cumplir. a. Suministrar el agua potable suficiente a los diferentes consumidores en forma sanitariamente segura. b. Proveer suficiente agua para combatir incendios en cualquier punto del sistema.
Parámetros de diseños En estos se incluyen las dotaciones por persona, el período de diseño, la población futura y los factores específicos (coeficientes de flujo, velocidades permisibles, presiones mínimas y máximas, diámetro mínimo, cobertura sobre tubería y resistencia de las tuberías.
Diseño En el diseño de la red de distribución de una localidad, se debe de considerar los siguientes aspectos fundamentales: a. El diseño se hará para las condiciones más desfavorables en la red, con el fin de asegurar su correcto funcionamiento para el período de diseño. b. Deberá de tratarse de servir directamente al mayor porcentaje de la población dentro de las viviendas, en forma continua, de calidad aceptable y cantidad suficiente. c. La distribución de los gastos, debe hacerse mediante hipótesis que esté acorde con el consumo real de la localidad durante el período de diseño. d. Las redes de distribución deberán dotarse de los accesorios y obras de artes necesarias, con el fin de asegurar el correcto funcionamiento, dentro de las normas establecidas y para facilitar su mantenimiento. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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e. El sistema principal de distribución de agua puede ser de red abierta, de malla cerrada, o una combinación de ambas. f. Para el Cálculo del Caudal de Diseño se consideran: Rurales: Qd QmH
Urbanas: Se considerará la cifra que resulte mayor al comprar el gasto máximo horario con la suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendio
QMD Qcontra incendio
QMH
Materiales Para la selección de los materiales de las tuberías se deberá tomar en cuenta lo siguientes factores: Resistencia a la corrosión y agresividad del suelo. Resistencia a los esfuerzos mecánicos producidos por las cargas, tanto externas como internas. Características de comportamiento hidráulico del proyecto (presiones de trabajo, golpe de ariete). Condiciones de instalación adecuadas al terreno. Resistencia contra la tuberculización e incrustación. Vida útil de acuerdo a la previsión del proyecto. Los materiales más comunes son: Policloruro de Vinilo (PCV) Polietileno FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Fierro Galvanizado Fierro Fundido Fierro Dúctil
Consideraciones finales Válvulas de seccionamiento La ubicación y cantidad de válvulas de seccionamiento en una red de distribución se determinan con la finalidad de poder aislar un tramo o parte de la red en caso de reparaciones o ampliaciones, manteniendo el servicio en el resto de esta. Mientras mayor número de válvulas se tengan en la red, menor será la parte sin servicio en caso de una reparación, pero más costoso el proyecto. En poblaciones concentradas deben proveerse de una válvula de ingreso a la red y en los puntos donde exista un ramal de derivación importante.
Válvulas de purga de lodos Las válvulas de purga de lodos se ubicaran en los puntos de cotas más bajas de la red de distribución, en donde se pudieran acumular sedimentos, se deberán considerar Sistemas de purga.
Válvulas reductoras de presión Las válvulas reductoras de presión reducen automáticamente la presión aguas abajo de las mismas, hasta un valor prefijado. En los casos en que no se pueda acceder a una válvula reductora de presión se puede optar por el uso de una cámara rompe-presión.
Hidrantes contra incendio Los hidrantes contra incendio se ubicarán en tal forma que la distancia entre dos de ellos no sea mayor de 300 m. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Los hidrantes se proyectarán en derivaciones de las tuberías de 100 mm de diámetro o mayores y llevarán una válvula de interrupción.
Procedimientos de cálculo El diseño hidráulico podrá realizarse como redes abiertas, cerradas y combinadas. Los cálculos deben realizarse tomando en cuenta los diámetros internos reales de las Tuberías. a) Redes cerradas o Malladas Una red cerrada de tuberías es aquella en la cual los conductos o tuberías que la componen se ramifican sucesivamente, conformando circuitos o anillos cerrados. Un circuito es cualquier trayectoria cerrada que puede recorrer una partícula fluida, partiendo desde un punto o nudo de la red, fluyendo por distintos tramos, hasta llegar al punto de partida. Malla: Se trata de un circuito cerrado formado por varias líneas. Puede tener o no otras mallas en su interior. El flujo de agua a través de ellas estará controlado por dos condiciones:
El flujo total que llega a un nudo es igual al que sale.
La pérdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier camino, es siempre la misma.
Estas condiciones junto con las relaciones de flujo y pérdida de carga, nos dan sistemas de ecuaciones, los cuales pueden ser resueltos por cualquiera de los métodos matemáticos de balanceo.
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b) Redes abiertas Una red ramificada intuitivamente se pude reconocer por su forma estructural de árbol. Las propiedades topológicas de una red ramificada son: No posee mallas Dos nudos cualesquiera sólo pueden estar conectados por un único trayecto A cada nudo sólo le incide una línea, o lo que es lo mismo sólo le aporta caudal una línea. El Dimensionamiento de las redes abiertas o ramificadas se realizará de acuerdo con los siguientes criterios: Se admitirá que la distribución del caudal sea uniforme a lo largo de la longitud de cada tramo. La pérdida de carga en el ramal será determinada para un caudal igual al que se verifica en su extremo. Cuando por las características de la población se produzca algún gasto significativo en la longitud de la tubería, éste deberá ser considerado como un nudo más.
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MEMORIA DESCRIPTIVA OBRA
: DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 11111 POTABLE
UBICACIÓN: DISTRITO : PROVINCIA : DEPARTAMENTO :
TUPAC AMARU PISCO ICA
SISTEMA : COSTA _____________________________________________________________________
1. GENERALIDADES La presente Memoria comprende y describe los conceptos utilizados en el desarrollo del proyecto de Saneamiento para El Mejoramiento Integral de abastecimiento de agua de la localidad. El área del proyecto se localiza en el Distrito de Túpac Amaru Inca , provincia de PISCO, departamento de ICA. El presente proyecto considera para el cálculo de la dotación una población de diseño: 2832 hab. 2. DESCRIPCION DEL PROYECTO El proyecto desarrolla las redes generales de agua en el distrito de TUPAC AMARU, provincia de pisco, distrito de Nasca, departamento de Ica. Se ha determinado que el caudal que va abastecer a la población de diseño es desde un Reservorio Elevado el cual abastecerá directamente a las viviendas ubicadas dentro de un área de AT 207784.87 m 2 . La distribución de agua se realizará a través de un alimentador principal de 16” (371 mm.) que viene del Reservorio Elevado desde donde se repartirá a cada uno de las viviendas que requieran el suministro. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL
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Los diámetros teóricos de las tuberías de distribución han sido calculados de acuerdo a la Ecuación de Continuidad utilizando una velocidad recomendable de 1.1 m/seg. Los diámetros hallados corresponden a los diámetros teóricos según estos datos referenciales hallamos mediante la tabla de tubería de PVC rígido para fluidos a presión NTP ISO 4422 los diámetros comerciales a. Cálculos Justificativos de Dotación De acuerdo al R.N.E. y por ser zona costera urbana: Unidad de Consumo Población=2832 hab.
Dotación 220 lts/(pers x d).
b. Cálculo del caudal de diseño 1.- Caudal de diseño.- Se calculará con la cifra que resulte del gasto máximo horario 2.- Caudal máximo horario = 26.35 l/seg.
c. Válvulas y accesorios La Red de Distribución estará provista de válvulas de interrupción y de control que permitan aislar sectores de redes no mayores de 500 m. de longitud. Las válvulas utilizadas son instaladas en cámaras adecuadas y seguras. Las válvulas de Purga se ubicarán en los puntos muertos para su limpieza.
3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 10
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Estas especificaciones corresponden al Proyecto de red de distribución de agua en una localidad urbana que, conjuntamente con los planos, memoria descriptiva establecen las condiciones bajo las cuales debe ejecutarse la obra. De la Ejecución El Contratista para la formulación de su propuesta deberá revisar este proyecto con los correspondientes planos, a fin de evitar posibles interferencias durante la ejecución de la obra. De existir éstas deberá comunicarlas por escrito al Supervisor. De iniciar la obra sin haber dado previo aviso de las interferencias, el costo que determine la presencia de complicaciones posteriores, será íntegramente asumido por el Contratista. De los Materiales Los materiales, y equipos deberán ser nuevos., de reconocida calidad, según lo especificado y de utilización actual en el mercado nacional o internacional. Estos deberán almacenarse siguiendo las instrucciones dadas por el fabricante. Si por no estar colocados como es debido ocasionan daños a personas o equipos, los eventuales años deberán ser reparados por el Contratista sin costo alguno.
Los materiales, y equipo previamente a su adquisición deberán ser aprobados por el Supervisor. Si estos son instalados antes de ser aprobados, el Supervisor podrá hacerlo retirar y su reemplazo será por cuenta del Contratista.
Del Trazo de las Redes La ubicación de las redes en los planos son referenciales, por exigirlo así la facilidad para la lectura de éstos. En la práctica los trazos se mantendrán reajustando sus alineamientos y medidas a la realidad de la obra. De la Mano de Obra El personal que se emplee deberá ser especializado y competente. Las obras se ejecutarán respetando las normas vigentes de forma de alcanzar un trabajo óptimo, debiendo tener FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 11
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cuidado de que presenten un buen aspecto en lo que se refiere al alineamiento y plomo de las tuberías.
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN El sistema de distribución de agua potable, para la obra esta conformado por un conjunto de redes, siendo su sistema de abastecimiento mediante la utilización de reservorio elevado. En estas redes se debe considerar a la instalación de tuberías y accesorios (tees, codos, yees, reducciones, etc.). Está conformada por las tuberías de PVC, fabricadas de acuerdo con las normas ISO 4422. La red de distribución incluye los accesorios de empalme que se indican en los planos.
Las tuberías a utilizarse serán de PVC con los diámetros y alineamientos que se indican en los planos. No deben presentar abolladuras ni rajaduras. No se permitirá la formación de espigas o campanas por medio del calentamiento del material. Los accesorios complementarios, tales como Codos, Reducciones, Tees, Yees, etc será de PVC, de una sola pieza, sin defectos en su estructura y presentar superficies lisas. Unidad de medida: el metrado de las redes de tuberías exteriores se efectuará por metro lineal (ml) de tubería debidamente instalada incluyendo sus accesorios. Base de pago : La forma de pago será la que se indica en la partida que le corresponde, medida por ml, entendiéndose por dicho pago la compensación total por los materiales, mano de obra , leyes sociales, herramientas, equipos e imprevistos necesarios para la realización de la partida. Cajas para válvulas Se refiere a las cajas en la albañilería para el control de agua hacia los ramales o ramales de distribución alternas. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 12
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Unidad de medida: Se medirá por unidad,
(Und),
al verificarse la correcta
fabricación del nicho de albañilería. Base de pago: El pago se efectuará al precio unitario del contrato que será por unidad colocada y en el se incluyen los accesorios complementarios, la mano de obra, las leyes sociales y cualquier otro material e imprevisto que se necesita para su ejecución.
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DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN (SISTEMA CERRADO O MALLADO)
PARAMETRO DE DISEÑO Pa 2832
Habitantes
Dotación 220 lt / hab
Tasa de crecimiento poblacional 2.1% 0
Usar tubería P.V.C ISO
Calculo de la población de diseño
Pd Pa (1 Pd 2832 (1
rt ) 100
2.1 22 ) 100
P d 4140 hab
Calculo del Caudal de Diseño Caudal máximo horario (QMH) QMH QMH
Pd D K2 86400
4140 220 2.5 86400
QMH 26.35 l / s
Caudal máximo diario (QMD) FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 14
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QMD QMD
Pd D K1 86400
4140 220 * 1.3 86400
QMD 13.7 l / s
Luego hacemos la comparación
Q D QMD
Q D 13.7l / s
Se trabajará con el mayor Caudal de Diseño hallado: Q D 26.35 l / s
QD QMH Q D 26.35 l / s
Calculo del área total
AT 207784.87 m 2
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Calculo del área de influencia:
a A 12997.65 m 2
a B 25985.05 m 2
a c 12985.75 m 2
a D 25961.21 m 2
a E 12965.46 m 2
a F 25962.81 m 2
a G 12987.35 m 2
a H 25985.05 m 2
a I 51946.22 m 2
Calculo de caudales para cada punto
Q A 12997.65 1.27 10 4 lt / sg
Q B 25983.40 1.27 10 4 lt / sg
Qc 12985.75 1.27 10 4 lt / sg
Q D 25961.21 1.27 10 4 lt / sg
Q E 12965.46 1.27 10 4 lt / sg
QF 25962.81 1.27 10 4 lt / sg
QG 12987.35 1.27 10 4 lt / sg
Q H 25985.05 1.27 10 4 lt / sg
Q I 51946.22 1.27 10 4 lt / sg
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Distribución de caudales (Método de Hardy Cross)
Qd 40 8.37
6.78 I
44.91
20 5.77 II
14.23
13.22 15 16.07 13.84
IV
8.34
2.2 14.02
12
5.5
16.65
III
12.87
4.78
4.63
9.41
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DISEÑO:
TRAMO LONGITUD
C
Øteorico
Øtabla
QD(l/s)
k
BA AF FE EB
700,00 757,00 700,00 757,00
150,00 150,00 150,00 150,00
215,17 228,00 131,77 123,70
231,80 231,80 148,40 129,80
40,00 -44,91 -15,00 13,22
867,540 938,185 7612,200 15803,139
BE BC CD DE
757,00 700,00 757,00 700,00
150,00 150,00 150,00 150,00
123,70 152,15 128,34 50,46
129,80 185,40 129,80 58,40
-13,22 20,00 14,23 -2,20
15803,139 2574,536 15803,139 714434,976
ED DI IH HE
700,00 743,00 700,00 743,00
150,00 150,00 150,00 150,00
50,46 74,38 73,21 117,86
58,40 83,40 83,40 129,80
2,20 4,78 -4,63 -12,00
714434,976 133722,775 125983,772 15510,875
EH HG GF FE
743,00 700,00 743,00 700,00
150,00 150,00 150,00 150,00
117,86 79,79 126,57 131,77
129,80 83,40 129,80 148,40
12,00 -5,50 -13,84 15,00
15510,875 125983,772 15510,875 7612,200
hf 2,250 -3,010 -3,220 5,280 1,300 -5,28 1,85 6,06 -8,66 -6,032 8,66 6,81 -6,05 -4,34 5,079 4,34 -8,32 -5,65 3,22 -6,42
hf/Qd
∆Qd
0,056 0,067 0,215 0,399 0,737 0,399 0,093 0,426 3,936 4,854 3,936 1,425 1,307 0,362 7,029 0,361 1,513 0,408 0,214 2,497
-0,953 -0,953 -0,953 -1,625
39,047 -45,863 -15,953 11,595
1,625 0,672 0,672 1,063
-11,595 20,672 14,902 -1,137
-1,063 -0,391 -0,391 -1,780
1,137 4,389 -5,021 -13,780
1,780 1,389 1,389 1,389
13,780 -4,111 -12,451 16,389
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Q1
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COMPROBANDO: ∆Q < 2%Qd
Tramo I 0.953 < 2%(93.28) 0.953<1.8656
Tramo II 0.953 < 2%(93.28) 0.672<1.8656
Tramo III 0.953 < 2%(93.28) 0.391<1.8656
Tramo IV 0.953 < 2%(93.28) 1.389<1.8656
De acuerdo a los resultados obtenidos se cumplen la condición anterior que la variación del Caudal de Diseño de cada tramo es menor al 2% de Caudal de Diseño.
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DISEÑO DE LA LINEA DE ADUCCIÓN
PARAMETRO DE DISEÑO: Pd 2832
Habitantes
Dotación 220 lt / hab
Longitud de la tuberia 200 m
Usar tubería P.V.C ISO TRAMO LONGITUD C RA 200,00 150,00
NUDO R A B C D E F G H I
COTAS
Øteorico Øtabla 328,59371,00
HR 620 630 625 620 610 620 625 620 615 620
QD(l/s) 93,28
PE 25
hf 0 15 20 25 35 25 20 25 30 25
0 0,31 2,56 4,41 10,47 -2,72 -2,70 -8,35 -16,67 -22,72
k 25,09
hf 0,31
P.D 0 14,69 17,44 20,59 24,53 27,72 22,70 33,35 46,67 47,72
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MEMORIA DESCRIPTIVA OBRA
: DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 11111 POTABLE
UBICACIÓN: DISTRITO : PROVINCIA : DEPARTAMENTO :
Túpac Amaru Pisco ICA
SISTEMA : COSTA _____________________________________________________________________
1. GENERALIDADES La presente Memoria comprende y describe los conceptos utilizados en el desarrollo del proyecto de Saneamiento para El Mejoramiento Integral de abastecimiento de agua de la localidad. El área del proyecto se localiza en Tupac Amaru, provincia de Pisco, departamento de Ica. El presente proyecto considera para el cálculo de la dotación una población de diseño: 2832 hab. 2. DESCRIPCION DEL PROYECTO El proyecto desarrolla las redes generales de agua en el distrito de Tupac Amaru, provincia de Ica, departamento de Ica. Se ha determinado que el caudal que va abastecer a la población de diseño es desde un Reservorio Apoyado el cual abastecerá directamente a las viviendas. La distribución de agua se realizará a través de un alimentador principal de 6” (155.8 mm.) que viene del Reservorio Apoyado desde donde se repartirá a cada uno de las viviendas que requieran el suministro.
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Los diámetros teóricos de las tuberías de distribución han sido calculados de acuerdo a la Ecuación de Continuidad utilizando una velocidad recomendable de 1.1 m/seg. Los diámetros hallados corresponden a los diámetros teóricos según estos datos referenciales hallamos mediante la tabla de tubería de PVC rígido para fluidos a presión NTP ITINTEC 399.002 los diámetros comerciales
a. Cálculos Justificativos de Dotación De acuerdo al R.N.E. y por ser zona costera urbana: Unidad de Consumo Población=2832 hab.
Dotación 220 lts/(pers x d).
b. Cálculo del caudal de diseño 1.- Caudal de diseño.- Se calculará con la cifra que resulte mayor al comparar el gasto máximo horario con la suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendio 2.- Caudal máximo horario = 13.13 l/seg. (Mayor caudal obtenido) c. Válvulas y accesorios La Red de Distribución estará provista de válvulas de interrupción y de control que permitan aislar sectores de redes no mayores de 500 m. de longitud. Las válvulas utilizadas son instaladas en cámaras adecuadas y seguras. Las válvulas de Purga se ubicarán en los puntos muertos para su limpieza.
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3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Estas especificaciones corresponden al Proyecto de red de distribución de agua en una localidad urbana que, conjuntamente con los planos, memoria descriptiva establecen las condiciones bajo las cuales debe ejecutarse la obra. De la Ejecución El Contratista para la formulación de su propuesta deberá revisar este proyecto con los correspondientes planos, a fin de evitar posibles interferencias durante la ejecución de la obra. De existir éstas deberá comunicarlas por escrito al Supervisor. De iniciar la obra sin haber dado previo aviso de las interferencias, el costo que determine la presencia de complicaciones posteriores, será íntegramente asumido por el Contratista. De los Materiales Los materiales, y equipos deberán ser nuevos., de reconocida calidad, según lo especificado y de utilización actual en el mercado nacional o internacional. Estos deberán almacenarse siguiendo las instrucciones dadas por el fabricante. Si por no estar colocados como es debido ocasionan daños a personas o equipos, los eventuales años deberán ser reparados por el Contratista sin costo alguno.
Los materiales, y equipo previamente a su adquisición deberán ser aprobados por el Supervisor. Si estos son instalados antes de ser aprobados, el Supervisor podrá hacerlo retirar y su reemplazo será por cuenta del Contratista.
Del Trazo de las Redes La ubicación de las redes en los planos son referenciales, por exigirlo así la facilidad para la lectura de éstos. En la práctica los trazos se mantendrán reajustando sus alineamientos y medidas a la realidad de la obra. De la Mano de Obra El personal que se emplee deberá ser especializado y competente. Las obras se ejecutarán respetando las normas vigentes de forma de alcanzar un trabajo óptimo, debiendo tener FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 23
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cuidado de que presenten un buen aspecto en lo que se refiere al alineamiento y plomo de las tuberías.
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN El sistema de distribución de agua potable, para la obra esta conformado por un conjunto de redes, siendo su sistema de abastecimiento mediante la utilización de reservorio apoyado. En estas redes se debe considerar a la instalación de tuberías y accesorios (tees, codos, yees, reducciones, etc.). Está conformada por las tuberías de PVC, fabricadas de acuerdo con las normas ITINTEC-399.003. La red de distribución incluye los accesorios de empalme que se indican en los planos.
Las tuberías a utilizarse serán de PVC con los diámetros y alineamientos que se indican en los planos. No deben presentar abolladuras ni rajaduras. No se permitirá la formación de espigas o campanas por medio del calentamiento del material. Los accesorios complementarios, tales como Codos, Reducciones, Tees, Yees, etc será de PVC, de una sola pieza, sin defectos en su estructura y presentar superficies lisas. Unidad de medida: el metrado de las redes de tuberías exteriores se efectuará por metro lineal (ml) de tubería debidamente instalada incluyendo sus accesorios. Base de pago : La forma de pago será la que se indica en la partida que le corresponde, medida por ml, entendiéndose por dicho pago la compensación total por los materiales, mano de obra , leyes sociales, herramientas, equipos e imprevistos necesarios para la realización de la partida. Cajas para válvulas Se refiere a las cajas en la albañilería para el control de agua hacia los ramales o ramales de distribución alternas. FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 24
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Unidad de medida: Se medirá por unidad,
(Und),
al verificarse la correcta
fabricación del nicho de albañilería. Base de pago: El pago se efectuará al precio unitario del contrato que será por unidad colocada y en el se incluyen los accesorios complementarios, la mano de obra, las leyes sociales y cualquier otro material e imprevisto que se necesita para su ejecución.
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DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN (SISTEMA ABIERTO) Es necesario contar con la Red de Distribución de Agua para el Consumo de Agua de una Localidad ubicada al norte de Lima, cuyo trazo se muerta en la figura. Para lo cual se cuenta con la siguiente información: Población actual: 2832habitantes Viviendas distribuidas uniformemente a lo largo de la red Tasa de crecimiento: 2.1% El proyecto debe satisfacer la demanda hasta el año 2035, el tramo RB corresponde a la línea de aducción, el abastecimiento se realiza mediante conexiones domiciliarias, utilizar tuberías PVC ITINTEC, fuente de abastecimiento con capacidad de satisfacer la demanda de agua, se le requiere: a) Diseño de la línea de aducción b) Diseño de la línea de distribución c) Señale en el esquema de la red las válvulas y grifos contra incendio que sea necesario en concordancia con las normas vigentes.
Calculo de la población de diseño Pd Pa (1 Pd 1340 (1
rt ) 100
2.45 22 ) 100
P d 2062 hab
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Calculo del Caudal de Diseño Caudal máximo horario (QMH) QMH QMH
Pd D K2 86400
2062 220 2.5 86400
QMH 3.13 l / s
Caudal máximo diario (QMD) QMD QMD
Pd D K1 86400
2062 220 1. 3 86400
QMD 6.83 l / s
Caudal contra incendio (QCI) QCI
50000 7200
QCI 6.94 l / s
Luego hacemos la comparación
Q D QMD QCI
Q D 6.83 6.94 Q D 13.77 l / s
Se trabajará con el mayor Caudal de Diseño hallado: Q D 13.77 l / s
QD QMH Q D 13.13 l / s
Calculo de longitud de la red FACULDAD DE INENIERIA CIVIL 27
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Lred 700 m
Calculo del Caudal unitario qu
Qd Lred
qu
13.77 700
qu 0.020 l / s / m
Calculo de las Pérdidas de carga
TRAMO HF FE GE EB CD CB AB BR
QT
C 150 150 150 150 150 150 150 150
Qd
1. 20 1. 40 2. 00 3. 40 1. 60 2. 40 2. 00 0. 00
1.20 2.60 2.00 4.60 1.60 4.00 2.00 10. 60
Øi
LT
44. 40 55. 60 55. 60 82. 10 44. 40 82. 10 55. 60 155.80
60.00 70.00 100.00 170.00 80.00 120.00 100.00 70.00
hf 0. 92 1. 50 1. 32 1. 57 2. 09 0. 85 1. 32 0. 13
Øteór i co 37.27 54.86 48.11 72.97 43.03 68.04 48.11 110. 77
0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Calculo de las Presión dinámica
NUDO R A B C D E F G H
ALTURA COTA DEL BASE DEL TERRENO RESERVORIO
380 355 361 351 347 344 339 329 328
0,00
P.E
∑ hf
P.D
0,00 25,00 19,00 29,00 33,00 36,00 41,00 51,00
0,00 1,45 0,13 0,98 3,07 1,70 3,20 3,02
0,00 23,55 18,87 28,02 29,93 34,30 37,80 47,98
52,00
2,62
49,38
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La población de Diseño es la proyectada para el año 2035. El caudal de diseño será igual que el caudal máximo horario y el caudal máximo diario. Para el Sistema mallado los caudales medios serán obtenidos por el métodos de las mediatrices. La distribución de los caudales será realizada por el Método de Hardy Cross tomados con sentido horario. Mediante la fórmula de continuidad obtenemos el diámetro teórico y mediante catálogos obtenemos el diámetro comercial. La pérdida de carga la hallamos por la fórmula de Hazen y Williams. la variación del caudal de diseño se obtiene por la formula: Q
hf 1.85
hf Qd
Para comprobar se utiliza: ∆Q < 2%Qd Las Presiones Dinámicas obtenidas deberán estar entre el rango de 5-50 para localidades urbanas. Las válvulas de control serán colocada a cuatro metros de la esquina. En el Sistema Abierto existen puntos muertos por lo que es necesario colocar válvulas de purga.
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BIBLIOGRAFÍA LIBROS: Abastecimiento de Agua, Teoría y Diseño, Simón Arocha, Primera Edición, Editorial Vega. Reglamento Nacional de Edificaciones Mecánica de Fluidos e Hidráulica Apuntes de Clase
PAGINAS WEBB: www.google.com www.ingenieríacivil.org
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