Línea de conducción de un sistema de agua potable PDF

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El presente informe es desarrollado como parte del proceso de aprendizaje del curso de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado en la carrera de Ingeniería Civil para el cual haremos referencia al tema de línea de conducción....

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“AÑO DE LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA SALUD”

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA: ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO CICLO: VII CATEDRATICO: Mgtr. CANTU PRADO VICTOR HUGO INTEGRANTES: -

SAAVEDRA TANGOA, LADY NIKOL

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ALEGRIA ROJAS, MONICA

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CASTILLO DANTAS R. MAURICIO

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LOPEZ GONZALES LUIS HERNAN

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BERAUN DAVILA CRISTHIAN JHOAU

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SOTASOR QUISPE ELMER (no trabajo)

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MACEDO TAFUR PHINIO CIRILO (no trabajo)

Pucallpa – Perú 2020

INTRODUCCION El presente informe es desarrollado como parte del proceso de aprendizaje del curso de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado en la carrera de Ingeniería Civil para el cual haremos referencia al tema de línea de conducción. En la actualidad nuestro país cuenta con 106 cuencas hidrográficas por las que escurren 2 046 287 millones de metros cúbicos al año. Así mismo, cuenta con 12,200 lagunas en la sierra y más de 1,007 ríos. Sin embargo por acción de la naturaleza, la distribución de los recursos hídricos es muy desigual.

Uno de los principales componentes del sistema de agua potable es la línea de conducción. Se le llama línea de conducción al conjunto integrado por tuberías y dispositivos de control, que permiten el transporte del agua en condiciones adecuadas de calidad, cantidad y presión desde la fuente de abastecimiento hasta el sitio donde será distribuida. El abastecimiento del agua a un poblado se logra mediante el transporte de este importante líquido desde la fuente de abastecimiento hasta un sitio ubicado en el poblado para su posterior distribución. Las obras de conducción forman parte de un sistema de agua potable que de acuerdo a su diseño tienen un impacto económico en la operación del mismo.

CONCEPTOS GENERALES: Línea de conducción: Es la línea que transporta el agua desde la captación hasta el punto de entrega, que usualmente es el reservorio de regulación, pero eventualmente puede ser la planta de tratamiento o puede ser directamente a la red de distribución cuando el caudal de conducción corresponde al caudal máximo horario, lo que hace innecesario el reservorio de regulación. Sólo se requiere un pequeño reservorio para la cloración. . La estructura deberá tener la capacidad para conducir como mínimo el caudal máximo diario. (1) Red de conducciones: Es un sistema integrado por un conjunto de tuberías interconectadas, debido a la existencia de dos o más fuentes de abastecimiento o sitios de distribución. (2) Estación de bombeo: Es la obra electromecánica hidráulica y civil constituida por una subestación eléctrica, cárcamo de bombeo, rejillas, bombas equipo eléctrico, tuberías, válvulas y accesorios requeridos para la operación que proporcionan las condiciones energéticas de diseño para que la conducción transporte adecuadamente el agua, de un nivel topográfico generalmente menor en la fuente a uno mayor del sitio de distribución. (2) Tren de piezas especiales: Es el conjunto formado por válvulas, carretes, tés y demás accesorios, ubicados según el diseño de la conducción. Este conjunto permite conectar adecuadamente los equipos de bombeo con la tubería, ofreciendo a los mismos controles y la protección. (2) Tuberías: Es el conjunto de tubos interconectados para formar una tubería principal, con una variedad de diámetros y materiales. (2)

Válvulas: Son dispositivos que permiten el control del flujo en la conducción, atendiendo a situaciones de: corte y control de flujo, acumulación de aire por llenado y vaciado de la conducción, de presiones y sobrepresiones generadas por fenómenos transitorios y retroceso del agua por paro del equipo de bombeo, entre otras. (2) Conducción por Gravedad: Una conducción por gravedad se presenta cuando la elevación del agua en la fuente de abastecimiento es mayor a la altura piezométrica requerida o existente en el punto de entrega del agua, el transporte del fluido se logra por la diferencia de energías disponible. Es decir, se hace uso de la topografía existente de manera que la conducción se lleve a cabo sin necesidad de bombeo y se alcanza un nivel aceptable de presión. Algunas ventajas de este esquema son la inexistencia de costos de energía, operación sencilla, bajos costos de mantenimiento y reducidos cambios de presión. (2) Conducción por Bombeo: La conducción por bombeo es necesaria cuando se requiere adicionar energía para transportar el gasto de diseño. Este tipo de conducción se usa generalmente cuando la elevación del agua en la fuente de abastecimiento es menor a la altura piezométrica requerida en el punto de entrega. El equipo de bombeo proporciona la energía necesaria para lograr el transporte del agua. En ciertos casos cuando aún no se cuenta con un tanque de almacenamiento para la provisión y balance de la demanda de agua, es común que el agua sea bombeada directamente a la red, esto pudiera aparentar una cierta ventaja dado que no se tiene el tanque de regulación respectivo que permita realizar una distribución a gravedad en la red, sin embargo, se deberá instalar en estos casos lo antes posible el tanque respectivo para que cese la operación con entrega directa de bombeo. Durante el tiempo que se pretenda realizar la entrega directa a la red se deberán tomar precauciones adicionales, como contar con una fuente de poder alternativa en el bombeo, automatizar el mismo en su operación, dar el mantenimiento de manera estricta a los equipos de bombeo, y lo más importante es que la fuente de abastecimiento debe ser capaz de proporcionar el gasto máximo horario que se demande, ya que de lo contario se tendrá déficit en el suministro. (2)

Conducción por Bombeo-Gravedad: Si la topografía del terreno obliga al trazo de la conducción a cruzar por partes con mayor elevación que la superficie del agua en el tanque de regularización, conviene analizar la colocación de un tanque intermedio. La instalación de dicho tanque ocasiona que se forme una conducción por bombeo-gravedad, donde la primera partes por bombeo y la segunda por gravedad. (2)

ANTECEDENTES Antecedente Nacional Juan Prudencio (3) en su tesis titulada: “MODELO DE SIMULACIÓN DE LÍNEAS DE CONDUCCIÓN E IMPULSIÓN DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE CERRO DE PASCO” En el año 2015, investigación realizada en la universidad Nacional Daniel Alcides Carrión, cuyo objetivo fue: Simular la línea de conducción e impulsión para mejorar el abastecimiento de agua potable de la ciudad de Cerro de Pasco. Metodología: Para nuestra investigación se utilizará un enfoque cuantitativo. Debido a que el campo de investigación que se escogió recae sobre ella. Conclusión: El diseño nos garantiza que el nivel de agua puede alcanzar la cota de 4450 m.s.n.m., donde su ubicaría la planta de tratamiento de agua potable de la ciudad (en el cerro uliachin), así mismo cabe indica que el reservorio lucerito (de donde se pretende abastecer a toda la ciudad por gravedad), se encuentra a una cota de 4470.83 ms.n.m.; la diferencia es mínima como podemos apreciar. Antecedente Local Katherine Villacis (4) en su tesis titulada: “EVALUACIÓN DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

DEL CANTÓN RUMIÑAHUI” En el 2018, investigación realizada en la universidad Escuela Politécnica Nacional, cuyo objetivo fue: Evaluar la línea de conducción del sistema de abastecimiento de agua potable del Cantón Rumiñahui. Metodología: levantamiento topográfico, análisis de muestras, metodología de muestreo, Análisis de PH, Análisis de turbiedad, Análisis de color, Análisis de hierro, Análisis de solidos totales, Análisis de coliformes totales. Conclusión: Como resultado de la evaluación descriptiva, visual y en campo de cada uno de los componentes a lo largo de la línea de conducción de agua de Rumiñahui se concluye que se encuentran en condiciones aceptables de trabajo y operación, abasteciendo ininterrumpidamente agua en calidad y cantidad aceptable a los moradores de Cashapamba, Mushuñan y Cotogchoa.

Practica de Excel: PROCEDIMIENTO Cálculo de diámetro de red de conducción: Para poder calcular se necesita el caudal 0.22 lts/s el cual es obtenido de acuerdo al resumen del cálculo de caudales donde nos basamos a lo que es caudal lts/sg. De acuerdo al perfil sacamos la cota dinámica para eso hemos realizado de acuerdo al perfil longitudinal conforme va cambiando la pendiente del terreno (en cada tramo). Desde la captación hasta el reservorio tenemos 5 puntos donde cambia la pendiente, donde en cada pendiente tenemos una cota dinámica.

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En la cota dinámica de la captación tenemos 3433.50 metros/ nivel del mar. Tal como se indica en la imagen:

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La progresiva es la distancia de cada pendiente donde la tubería se muestra de acuerdo al relieve del perfil longitudinal. En este caso el ing nos dio de profundidad 90 cm como fondo, tal como se indica en la imagen:

En este caso se observa en la captación tenemos inicio de partida 0+000.000 en el punto 1. Y así sucesivamente. Para obtener esa distancia de progresiva en cada tramo se tuvo que hacer una línea de proyección vertical en cada cambio de pendiente y acotar de forma horizontal desde la progresiva (0) hasta la línea vertical de cada punto de intersección de cada punto de pendiente. Ejemplo: De la captación al punto 1: 0+000.000 Hasta llegar al reservorio

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Para la longitud real: El cual es más aproximado a lo real de acuerdo a la columna anterior, tal como se indica en la imagen:

Este se aproxima de acuerdo a la pendiente en m/km.

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En el siguiente cuadro caudal ltr/sg (0.22) se obtuvo de acuerdo al consumo doméstico de lo que es caudal de población. El cual sale como dato del resumen del cálculo de caudales donde obtenernos Qp (caudal de población) ltr/sg igual a 0.22.

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En la siguiente columna para obtener el valor de la pendiente de m/km de acuerdo a la fórmula es la cota dinámica inicial – la cota dinámica final / longitud en km. Ejemplo: Cota inicial de la captación:

Y así sucesivamente.

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Con esos resultados podemos tener el diámetro de la tubería en el cual podemos asumir que menor e igual a 0.50 es de ½ pulgada y pasados los 0.50 hasta 0.70 como criterio propio el diámetro de la tubería es ¾.

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HF (esos valores nos permiten sacar u obtener la Línea de gradiente hidráulica)Para obtener la siguiente columna son los resultados de la longitud de km el caudal de 7lts/sg y el diámetro asumido de la tubería.

Para la cota piezométrica de llegada es la cota de cada tramo de la tubería y a la vez es el valor lo tomamos como cota piezométrica de salida entre un tramo y otro tramo.

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Eso nos permite obtener la cota piezometrica de llegada – la cota dinámica de cada punto nos da como resultado la presión de llegada así como también la cota piezometrica de salida - la cota dinámica de cada punto nos da la presión de salida.

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Los valores que se obtiene en la presión de salida nos indican para poder seleccionar el tipo de tubería de acuerdo al criterio técnico de cada uno si llega a 50cma la presión de salida debemos poner una cámara rompe presión o sino cambiar la clase de tubería si es 5 bar es decir 50 columnas de agua el cual podemos trabajar con tuberías clase 5, si tenemos 7.5 bar tenemos que trabajar con tubería clase 7.5. Si la salida de presión tenemos 100 bar estamos trabajando con tuberías clase 10 y por criterio técnico si tenemos tuberías de clase 7.5 en poca cantidad el cual no es una

tubería comercial podemos trabajar con la clase 10 salvo que en toda la distribución de tuberías nos exija trabajar con clase 7.5

Nota: el perfil longitudinal es muy importante en toda red de tubería ya que de acuerdo a ello nos permite identificar los tramos, las cotas dinámicas de cada punto, las progresivas de cada punto, así como también obtener las cotas piezométricas.

Imagen de AutoCAD Vista en planta de la red de tubería

Imagen de perfil longitudinal

Se observa cómo se obtuvo la distancia de la progresiva en metros, así como también la cota dinámica de cada punto.

Imagen de la hoja de cálculo de Excel

RECOMENDACIONES También se tienen ciertas recomendaciones para la selección de tuberías: 1. La tubería de acero es muy resistente y se recomienda su uso cuando las presiones de diseño sean altas. Sin embargo su costo y el de las piezas especiales son elevados y esto elevaría mucho el costo del proyecto. Por ello se recomienda analizar otras opciones de tuberías, con la instalación de cajas rompedoras de presión. 2. Las tuberías de asbesto-cemento son resistente a la corrosión y ligeras. Estas requieren de cuidado especial en su transporte, manejo y almacenaje. El asbesto- cemento debe considerarse para diámetros intermedios de hasta 400 mm. 3. Las tuberías de plástico son ligeras y de instalación rápida, además de ser resistentes a la corrosión y tener bajos coeficientes de rugosidad. 4. Se recomienda PVC o polietileno para diámetros menores a 150 mm. 5. Cuando se requiera mayor resistencia a presiones o posibles asentamientos del terreno entonces se recomienda el fierro galvanizado, o bien acero para diámetros mayores.

CONCLUSIONES •

En conclusión, para lograr un diseño eficiente y económico de una red de distribución debe analizarse una serie de opciones, acompañado del juicio y experiencia, así como en las condiciones locales y de operación, para determinar la opción más adecuada, con la hoja de cálculo podemos saber el tipo de tubería a empezar, la presión que pasa por la tubería, de esta manera poder elegir con buen criterio técnico la clase de tubería, puede ser de clase 5, 7.5 o clase 10, dependiendo también del mercado, si es factible y económico la comprar, también se puede calcular el de aforamiento, dotación, caudales, el diámetro de red de conducción principal, y la distribución.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1.

Abad, Cristian Alberca ACL. LÍNEA DE CONDUCCIÓN [Internet]. 2018. p. 13. Disponible en: https://www.academia.edu/36731905/LÍNEA_DE_CONDUCCIÓN

2.

Línea de Conducción [Internet]. 2016 [citado 9 de octubre de 2020]. p. 9. Disponible en: https://es.slideshare.net/djednel/liena-de-conduccion

3.

Rey J, Arenas P. Modelo De Simulación De Líneas De Conducción E Impulsión Del Sistema De Abastecimiento De Agua Potable De La Ciudad De Cerro De Pasco. 2015;121.

4.

Coraquilla KLV. EVALUACIÓN DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DEL CANTÓN RUMIÑAHUI

[Internet].

2018.

Disponible

https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/19455/1/CD-8849.pdf

en:

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