TAREA 1 Y 2

ANA MARIA CORDOBA LOZANOIng. Qumico

HERIS BLADIMIR GARCIAIng. Agrcola

MARLIO DAMIAN TORRES Ing. Agricola

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRNESPECIALIZACIN EN AGUA Y SANEAMIENTODISEO I DE PLANTAS DE POTABILIZACIN DE AGUA

JORGE A. RESTREPODocente

BOGOTAMAYO2014

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRNESPECIALIZACIN EN AGUA Y SANEAMIENTODISEO I DE PLANTAS DE POTABILIZACIN DE AGUA

TAREA 1. Valor 10%

Suponga que su Grupo de trabajo ha sido contratado para realizar el estudio demogrfico y establecimiento de la curva demanda del acueducto del Municipio de La Plata en el departamento del Huila. Aplicando la metodologa vista en clase y las normas RAS, desarrolle las proyecciones de poblacin para el perodo de diseo para el cual debe optimizarse el sistema de acueducto. Los estudios de poblacin deben considerar los censos poblacionales del DANE.

TAREA 2. Valor 10%

Disee un sistema de captacin de aguas mediante una bocatoma de fondo para el Municipio de la Plata, considerando la demanda de agua calculada en la Tarea 1. Tenga en cuenta la siguiente informacin complementaria:

Caudal de Invierno de la fuente de abastecimiento = 4,5 m3/sCaudal de verano de la fuente de abastecimiento = 1,2 m3/sAncho de la fuente en el sitio de captacin = 5 m

Deben ustedes presentar: Memoria tcnica del diseo la cual debe incluir la sustentacin de los clculos realizados incluyendo: parmetros de diseo, bibliografa y el desarrollo de los clculos realizados. No se aceptan hojas de resultados sin la debida sustentacin tcnica. Planos, esquemas o dibujos de los diseos realizados.

TAREA 1

Proyeccin de la poblacin Para el clculo de las proyecciones dela poblacin, se utilizaran los censos del DANE para el ao 1993 y 2005AOPOBLACIN

199316.226

200520.778

Mtodo lineal

AOPOBLACIN (hab)

199316.226

200520.778

POBLACIN PROYECTADA

2014 24.192,00

2019 26.088,67

2024 27.985,33

2029 29.882,00

2034 31.778,67

2039 33.675,33

2044 35.572,00

2049 37.468,67

2054 39.365,33

2059 41.262,00

PROMEDIO 32.727,00

Mtodo geomtricoPara realizar las proyecciones de la poblacin para el periodo de diseo (25 -30 aos) se utilizara el mtodo geomtrico. Como primero se hallara la tasa de crecimiento anual, calculado a partir del patrn de crecimiento:

Y se reemplaza en:

Se realiz la proyeccin para el periodo de diseo obteniendo los siguientes resultados: AOPOBLACIN (hab)r

199316.226

200520.778

POBLACIN PROYECTADA

201425011,97

201927726,48

202430735,59

202934071,27

203437768,96

203941867,96

204446411,82

204951448,82

205457032,47

205963222,11

PROMEDIO 41529,74

Se utilizara la proyeccin por el mtodo geomtrico y se asumir una poblacin flotante del 5%, basados en que en el municipio se da el turismo hacia parques naturales.AOPOBLACINrPOBLACION + FLOTANTE (hab)

199316.226

200520.778

POBLACIN PROYECTADA

201425.011,9726.262,57

201927.726,4829.112,80

202430.735,5932.272,37

202934.071,2735.774,83

203437.768,9639.657,41

203941.867,9643.961,36

204446.411,8248.732,41

204951.448,8254.021,26

205457.032,4759.884,09

205963.222,1166.383,21

PROMEDIO 41.529,7443.606,23

Consumo de agua Por efectos de diseo, segn el RAS 2000 se va a tomar para este caso un nivel de complejidad medio- alto, basados en el tamao de la poblacin.Teniendo en cuenta que:-Caudal por usuario mes: 18 m3/mes.

En este caso tenemos:

Se asume que por cada usuario se cubren en promedio 4 habitantes, por ende:

Se asumir un porcentaje de prdidas del 25%

En base a esto podemos calcular el caudal medio diario :

Se realiza el clculo para cada ao segn la poblacin proyectada y la poblacin flotante obteniendo los siguientes resultados: AOPOBLACIN PROYECTADA + flotante

201426.262,5760,79

201929.112,8067,39

202432.272,3774,70

202935.774,8382,81

203439.657,4191,80

203943.961,36101,76

204448.732,41112,81

204954.021,26125,05

205459.884,09138,62

205966.383,21153,66

PROMEDIO 43.606,23100,94

Ahora hallamos el caudal mximo diario :

Donde al ser un nivel de complejidad medio-alto, se toma como 1,2, quedando:

AOPOBLACIN PROYECTADA + flotante

201426.262,5772,95

201929.112,8080,87

202432.272,3789,65

202935.774,8399,37

203439.657,41110,16

203943.961,36122,11

204448.732,41135,37

204954.021,26150,06

205459.884,09166,34

205966.383,21184,40

PROMEDIO 43.606,23121,13

Ahora hallamos el caudal mximo horario :

Donde equivale a 1,5 segn el nivel de complejidad alto del RAS 2000, tenemos:

AOPOBLACIN PROYECTADA + flotante

201426.262,5791,19

201929.112,80101,09

202432.272,37112,06

202935.774,83124,22

203439.657,41137,70

203943.961,36152,64

204448.732,41169,21

204954.021,26187,57

205459.884,09207,93

205966.383,21230,50

PROMEDIO 43.606,23151,41

TAREA 2Diseo hidrulico Bocatoma

Diseo de la presa

Diseo del vertedero menor

Para el diseo del vertedero menor se tiene una longitud o ancho (L) de 5 metros. Para el diseo de la presa se utiliza la ecuacin de Francis

(Ecuacin de Francis)

Donde:

Q: Caudal (m3/s)L: longitud del vertedero (m)H: Carga sobre la cresta del vertedero (m) Obtenemos el valor de la carga sobre la cresta H

Correccin por la existencia de las contracciones laterales

Donde:

L: Longitud del vertedero menor (m)n: numero de contracciones lateralesH: Carga sobre la cresta (m)

Velocidad del agua sobre la rejilla

La velocidad debe estar comprendida entre 0.3 < Vr < 3.0 para aplicar las ecuaciones del alcance del chorro.

0.3< 0.37 < 3.0 OK

Diseo del canal de aduccin

Ancho del canal de aduccin

Donde:

Xs: Alcance filo superiorXi: Alcance filo inferiorVr: Velocidad de la quebradaH: Carga sobre la cresta del vertederoB: Ancho del canal de aduccin

El canal de aduccin tiene un ancho de 0.50 metros

Diseo de la rejilla y numero de orificios

Para el diseo de la rejilla se utilizaron varillas de separadas 1.

Donde:

An: rea neta (m2)Q: Caudal a captar (m3/s)Vb: Velocidad entre varillas (mxima de 0.2 m/s)a: Separacin entre varillas (m)b: Dimetro de cada varillaB: Ancho de la rejilla

Numero de orificios

condiciones finales

rea (An)1,0(m2)

Velocidad B. (Vb)0,2(m/s)

Longitud real (Lr)3,5820(m)

Se opta el (Lr) 3,6(m)

Numero de varillas= Numero de orificios - 1Numero de varillas= 73 - 1= 72

Niveles en el canal de aduccin

Calculamos el nivel de la lmina aguas arriba y aguas abajo del canal de aduccin.

Donde:ho: Profundidad aguas arriba (m)he: Profundidad aguas abajo (m)hc: Profundidad critica (m)i: pendiente del fondo del canalg: Aceleracin de la gravedad (9,81 m/s)e: Espesor del muro (m)Lc: Longitud del canal (m); Lc= Lr + e

e0.20

Lc1.67

i0.03

Altura de los muros del canal de aduccin

Donde:

Ho: Altura del muro aguas arribaHe: Altura del muro aguas abajoB.L: Borde libre (0.15 m)

Velocidad a la entrada a la cmara de recoleccin

0.3< 1.14 < 3.0 OK

Diseo de la cmara de recoleccin

Para este diseo aplicamos nuevamente las ecuaciones de alcance del chorro.

Luego el borde de la cmara de recoleccin es:

Se debe tener en cuenta que estos clculos son las condiciones mnimas de diseo, pero se debe pensar en el mantenimiento de la cmara luego se establece condiciones de diseo de 1 m de ancho por 1 m de largo.

Clculo de altura de los muros de contencin

Altura de los muros de contencin

Calculo del caudal y vertedero de excesos

A partir del diseo de la rejilla y las condiciones dadas por el diseo de la cmara se procede a calcular el caudal de exceso, ya que sobre la rejilla puede pasar un caudal mayor al diseado produciendo una lmina superior a la de diseo.

Para iniciar el diseo calculamos la carga sobre la cresta para el caudal medio de la quebrada

La capacidad mxima de captacin de la rejilla se puede aproximar al caudal a travs de un orificio cuya ecuacin es:

Donde:

Qcaptado: Caudal a travs de la rejilla ( m3/s)Cd: Coeficiente de descarga (0.3)An: rea neta (m2)H: Altura de lamina de agua sobre la cresta de la rejilla (m)

Calculamos la carga generada sobre la cresta del vertedero de excesos

Calculamos la velocidad del agua sobre la cresta del vertedero

0.3 < 0.56 < 3.0 OK

Finalmente calculamos mediante la ecuacin del alcance del chorro, la distancia entre el vertedero y la pared de la cmara de recoleccin.

La distancia del vertedero a partir de la pared de la cmara de recoleccin aguas abajo es de 1,40 m.

Calculo de tubera de excesos

Utilizando la ecuacin de Hazen Willians se tiene:

Tubera de PVC se asume que:

C150

J0,0212(m/m)

D0,28(m)

11,0(in)

Se opta (D)10,0(in)

5BIBLIOGRAFIA

Lpez Cualla, Ricardo Alfredo. Elementos de Diseo para Acueductos y Alcantarillados. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniera, 2. Edicin.

Reglamento Tcnico del Sector del Agua Potable y Saneamiento Bsico. Normas RAS 2000