Líneas De Conducción.sa2bfef45c881d31b.jimcontent.com/download/version... · Web viewCRITERIOS PARA EL DISEÑO De acuerdo a estos criterios se calculan los elementos para un eficiente

Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.

LINEAS DE CONDUCCIONLINEAS DE CONDUCCION

Es el sistema de tuberías, estructuras, accesorios, dispositivos, válvulasEs el sistema de tuberías, estructuras, accesorios, dispositivos, válvulas

y demás elementos que nos permite conducir el agua desde la obra dey demás elementos que nos permite conducir el agua desde la obra de

captación hasta el estanque de almacenamiento donde se llevara a cabo elcaptación hasta el estanque de almacenamiento donde se llevara a cabo el

tratamiento para el consumo.tratamiento para el consumo.

Gravedad -Aducción. Gravedad -Aducción.

Clasificación Clasificación

Bombeo - Impulsión. Bombeo - Impulsión.

Línea de conducción de una estación de bombeo. Línea de conducción de una estación de bombeo.

CRITERIOS PARA EL DISEÑOCRITERIOS PARA EL DISEÑO

De acuerdo a estos criterios se calculan los elementos para un eficienteDe acuerdo a estos criterios se calculan los elementos para un eficiente

funcionamiento de las líneas de conducción.funcionamiento de las líneas de conducción.

1. Carga Disponible (Diferencia de elevación).1. Carga Disponible (Diferencia de elevación).

2. Capacidad Para Transportar el gasto máximo diario (Qmd).2. Capacidad Para Transportar el gasto máximo diario (Qmd).

3. Clase de Tubería Capaz de soportar la presión.3. Clase de Tubería Capaz de soportar la presión.

4. Clase de Tubería en función del material (HF, HG, ACP, HFD).4. Clase de Tubería en función del material (HF, HG, ACP, HFD).

5. Diámetros.5. Diámetros.

6. Estructuras complementarias.6. Estructuras complementarias.

ESTANQUE.

OBRA DE CAPTACION.LINEA CARGA TOTAL.

LINEA PIEZOMETRICA.J (Perdidaspor friccion).

H


1)1) CARGA DISPONIBLECARGA DISPONIBLE

La carga disponible viene dada en general por la diferencia de cotasLa carga disponible viene dada en general por la diferencia de cotas

presentada desde el punto de partida en la obra de captación hasta el punto depresentada desde el punto de partida en la obra de captación hasta el punto de

llegada del agua (estanque).figura 2.llegada del agua (estanque).figura 2.

CONCEPTOS BASICOS:CONCEPTOS BASICOS:

LINEA DE CARGA TOTALLINEA DE CARGA TOTAL

Referente a la línea que define el nivel de energía disponible en funciónReferente a la línea que define el nivel de energía disponible en función

de la longitud dada por la ordenada a través de la longitud de la tuberíade la longitud dada por la ordenada a través de la longitud de la tubería

representado por la abscisa. representado por la abscisa.

LINEA DE CARGAS PIEZOMETRICASLINEA DE CARGAS PIEZOMETRICAS

Es el lugar geométrico de las alturas hasta las cuales ascendería elEs el lugar geométrico de las alturas hasta las cuales ascendería el

líquido, en los tubos verticales de vidrio que se conectaran a diferenteslíquido, en los tubos verticales de vidrio que se conectaran a diferentes

aberturas piezométricas a lo largo del tubo.aberturas piezométricas a lo largo del tubo.

Figura 2.Figura 2.

2) 2) GASTO DE DISEÑOGASTO DE DISEÑO

Se necesita saber el consumo máximo diario para satisfacerlo a travésSe necesita saber el consumo máximo diario para satisfacerlo a través

de una tubería eficiente que transite el caudal para dicha población.de una tubería eficiente que transite el caudal para dicha población.

Viene dado por:Viene dado por:

Qmd ═ (K1) (Qm) Qmd ═ (K1) (Qm)

Donde el K1 oscila entre (1,20 < K1 < 1,60)Donde el K1 oscila entre (1,20 < K1 < 1,60)


3 y 4) 3 y 4) TUBERIAS: (MATERIALES Y PRESIONES)TUBERIAS: (MATERIALES Y PRESIONES)

Este criterio viene dado por los materiales a utilizar en función de lasEste criterio viene dado por los materiales a utilizar en función de las

condiciones que presente el lugar donde se instalara la línea de conducción yacondiciones que presente el lugar donde se instalara la línea de conducción ya

sea bajo la superficie o encima de ella.sea bajo la superficie o encima de ella.

H.F 4”-24” (Enterrada). H.F 4”-24” (Enterrada).

Acero HG 4”-108” Menor resistencia corrosión. Acero HG 4”-108” Menor resistencia corrosión.

Materiales Asbesto Cemento 4”-24” Frágil. EnterradaMateriales Asbesto Cemento 4”-24” Frágil. Enterrada

Plástico PVC PE 4”-24” Polietileno. Polivinilo de cloruro. Plástico PVC PE 4”-24” Polietileno. Polivinilo de cloruro.

Concreto 24”-108” Concreto 24”-108”

NotaNota: Los más utilizados en el mercado son HG (Hierro galvanizado) y: Los más utilizados en el mercado son HG (Hierro galvanizado) y

PVC (polivinilo de cloruro). PVC (polivinilo de cloruro).

Diámetros 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 (pulgadas). Diámetros 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 (pulgadas).

(Unidades). 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700 (mm).(Unidades). 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700 (mm).

2, 4, 6, 10, 16, 25 Kg/cm2 2, 4, 6, 10, 16, 25 Kg/cm2

Presión de trabajo 100, 150, 200, 250, 300 PSIPresión de trabajo 100, 150, 200, 250, 300 PSI

5) 5) DIAMETROSDIAMETROS

Los diámetros se determinaran en función de las perdidas en lasLos diámetros se determinaran en función de las perdidas en las

tuberías.tuberías.

JL= RQ

n

Dm

La formula de Hazeu-Willians para el flujo de agua a travésLa formula de Hazeu-Willians para el flujo de agua a través

De tubos es de esa forma y R esta dado por:De tubos es de esa forma y R esta dado por:


R = R = 10,67510,675 n = 1,852 m = 4,8704 n = 1,852 m = 4,8704 C Cn

J = Pérdidas de energía en tuberías (m).J = Pérdidas de energía en tuberías (m).L = Longitud de la tubería (m).L = Longitud de la tubería (m).

J/L = Pérdida por unidad de longitud del tubo (pendiente de la líneaJ/L = Pérdida por unidad de longitud del tubo (pendiente de la línea

piezométrica), (Gradiente Hidráulico). piezométrica), (Gradiente Hidráulico).

Q = Caudal o gasto (LPS) litros por segundo.Q = Caudal o gasto (LPS) litros por segundo.

R = Radio HidráulicoR = Radio Hidráulico

∅ = Diámetro de la tubería (MM.). = Diámetro de la tubería (MM.).

C = Coeficiente de rugosidad.C = Coeficiente de rugosidad.

-De acuerdo al material de la tubería se tiene establecido un tiempo de vida-De acuerdo al material de la tubería se tiene establecido un tiempo de vida

para dicha tubería que presentamos a continuación. para dicha tubería que presentamos a continuación.

Material.Material. CC 10 años uso10 años uso 30 años uso30 años uso

HFHF 100100 9090 8080

HF DúctilHF Dúctil 100100 9090 8080

HGHG 100-110100-110 100100 9090

AsbestoAsbesto

(Cemento a presión).(Cemento a presión).120120 110110 100100

PVCPVC 140140 130130 120120

J= 10,67×Q1,85×L

C1,85×∅ 4,87 =α LQ1,85

J=∝ LQ2

NotaNota: :

La determinación del diámetro o diámetros de la tubería de conducción,La determinación del diámetro o diámetros de la tubería de conducción,

más conveniente, resultara de aquella combinación que aproveche al máximomás conveniente, resultara de aquella combinación que aproveche al máximo

el desnivel.el desnivel.


J=∆H

TramoTramo ProgresivaProgresiva LongitudLongitud ∅ ClaseClase GastoGasto

ABAB 0/2000/200 200200 10”10” 100 HG100 HG 4040

Letra enLetra en

puntospuntos

extremosextremos

DistanciaDistancia

inclinadainclinada

(real)(real)

DiferenciaDiferencia

dede

progresivaprogresiva

DiámetroDiámetro SegúnSegún

presiónpresiónQmdQmd

MODELO DE PRESENTACION DE CALCULOS DE LINEA DE ADUCCIONMODELO DE PRESENTACION DE CALCULOS DE LINEA DE ADUCCION

JJ ∑ J J CotaCota PresiónPresión

EstáticaEstáticaPresiónPresión

DinámicaDinámica

0,850,85 0,850,85 325,5/287,88325,5/287,88 38,2038,20 37,3537,35

PerdidaPerdida

TramoTramoacumuladoacumulado TopografíaTopografía CotaCota

inicialinicial

(cota en el(cota en el

punto)punto)

Menos perdidasMenos perdidas

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LA LINEA DE CONDUCCIONESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LA LINEA DE CONDUCCION

1)1) TANQUILLAS ROMPECARGASTANQUILLAS ROMPECARGAS (Exceso de presión) (Exceso de presión)

Los desniveles que vienen relacionados con largos trayectos puedenLos desniveles que vienen relacionados con largos trayectos pueden

generar altas presiones en las tuberías, entonces se adiciona un elementogenerar altas presiones en las tuberías, entonces se adiciona un elemento

llamado rompe carga capaz de eliminar la presión para llevarla a cero, una vezllamado rompe carga capaz de eliminar la presión para llevarla a cero, una vez

eliminada la presión se comienza de cero a fluir nuevamente por la tuberíaeliminada la presión se comienza de cero a fluir nuevamente por la tubería

hasta la siguiente estación. hasta la siguiente estación.

SEDIMENTOS.

ORIFICIOS.


Existen también válvulas reguladoras de la presión.Existen también válvulas reguladoras de la presión.

2) 2) DESARENADORDESARENADOR (Principio de la línea) (Principio de la línea)Este dispositivo actúa como una cámara de sedimentación en la cual Este dispositivo actúa como una cámara de sedimentación en la cual

reposa el agua para que se sumerja al fondo los posibles sólidos (no flotantes), reposa el agua para que se sumerja al fondo los posibles sólidos (no flotantes),

arenas y otros áridos y así limpiar y filtrar el agua al mismo tiempo para luego arenas y otros áridos y así limpiar y filtrar el agua al mismo tiempo para luego

continuar su destino.continuar su destino.Figura3.Figura3.

Figura3. Figura3. Desarenador.Desarenador.

Dibujo esquemático del desarenador.Dibujo esquemático del desarenador.


2)2) VENTOSASVENTOSAS

Se refiere a válvulas o llaves que tienen como funcionamiento básico,Se refiere a válvulas o llaves que tienen como funcionamiento básico,

eliminar el aire de las tuberías o cualquier otro gas aprovechando laeliminar el aire de las tuberías o cualquier otro gas aprovechando la

elevación del gas al drenarlo por la parte superior de la tubería. elevación del gas al drenarlo por la parte superior de la tubería. Figura 4.Figura 4.

Figura 4. Figura 4. Ventosa en funcionamiento.Ventosa en funcionamiento.

Dibujo esquemático del funcionamiento de las ventosas.Dibujo esquemático del funcionamiento de las ventosas.

PROBLEMA(Puntos bajos)

SEDIMENTOS

SOLUCIÓN

LLAVE DEOPERACIÓN

MANUALSentido del agua


Nota: Nota: Deben procurarse ciertos puntos altos C/500 a 1000 m C/ventosas.Deben procurarse ciertos puntos altos C/500 a 1000 m C/ventosas.

3)3) PURGAS O VALVULAS DE LIMPIEZA PURGAS O VALVULAS DE LIMPIEZA

Las válvulas de limpieza cumplen una función similar a las ventosas Las válvulas de limpieza cumplen una función similar a las ventosas

solo que de manera contraria, en el fondo de la tubería se sedimentan los solo que de manera contraria, en el fondo de la tubería se sedimentan los

áridos y estos son expulsados de la tubería a través de válvulas de áridos y estos son expulsados de la tubería a través de válvulas de

limpieza.limpieza.

Dibujo esquemático del funcionamiento de las válvulas.Dibujo esquemático del funcionamiento de las válvulas.

Interior de válvula. Interior de válvula.

DH

CotaDH

0325,50

0

196,32287,36

A B C D E F

305304

531,34 763,94 1251

8

L1

L2 L3 L3´

L2´

L1´38,20

21,50 139,60

39,50

Presión Estática

Dinámica

832200 310

565186,40

317,50 290,601320


EjemploEjemplo: Conducción por gravedad: Conducción por gravedad..

Carga Disponible = 325,50 – 290,60 = 34,90mCarga Disponible = 325,50 – 290,60 = 34,90mLLtotal = 1320m= 1320m

Presión máxima punto D = 325,50 – 186,40 = 139,10Presión máxima punto D = 325,50 – 186,40 = 139,10Tuberías de 100 a 200 Lbs/pulgTuberías de 100 a 200 Lbs/pulg2

Lbs./pulgLbs./pulg2 mcamca100100 7070150150 105105200200 140140250250 175175300300 210210350350 245245

487487200200 710710 255255 262262


139,10 – 21,50 139,10 – 21,50 = = 70 – 21,5070 – 21,50255 L1255 L1

L1 = 105m 105L1 = 105m 105L2 = 181m = 76L2 = 181m = 76L3 = 255m = L3 = 255m = 7474

255255

139,10 – 8 139,10 – 8 = = 70 – 870 – 8


267 L1´267 L1´

L1´ = 126 126L1´ = 126 126L2´ = 197,55 41,55L2´ = 197,55 41,55L3´ = 267 L3´ = 267 69,4569,45

Tuberías de soporte (Terreno de excavación antieconómica) HG.Tuberías de soporte (Terreno de excavación antieconómica) HG.

Enterrada ACP, HF, HFD, PVCEnterrada ACP, HF, HFD, PVC

Usaremos HFD C = 100 Usaremos HFD C = 100

DiámetrosDiámetros

J = J = 10,67 Q10,67 Q 1.85 x L = L QL Q1,85

C1.85 4,87

Q = Q = LtsLts. L (m) . L (m) = (m) 40 LPS x m 3 Seg. 1000 Seg. 1000

= = J J = = 34,94 34,94 = 0,000028737 = 0,000028737

L Q L Q1,85 1320(40) 1320(40)1,85

0,(4)287370,(4)28737

= = J J = 0,0000165246 =0,(4)1652= 0,0000165246 =0,(4)1652 L QL Q2

0,(4)37820,(4)3782 6´ 0,(4)5671( 6´ 0,(4)5671(2))0,(5)8547 0,(5)8547 8 0,(4)1390( 8 0,(4)1390(1))

= = 48,97 48,97 = 1045= 10450,0470,047


= = J - J - 2 L´L´ QQ n QQn ( (1 - 2))

= = 34,90 – 0,(4)567134,90 – 0,(4)5671 x x (1,05 (1,05 xx 1320)1320) x x 40 40 1,85 40401,85 (0.(4)1390 (0.(4)1390 – 0,(4)5671))

==-38,6911 -38,6911 = 982= 9820,039390,03939

1045 de 8” + 275m de 6”1045 de 8” + 275m de 6”

Punto crítico – E a 832m del estanque.Punto crítico – E a 832m del estanque.

J = J = L QL Q2 = 0,(5)8547 = 0,(5)8547 X X 832832 X X 40402 = 11,38 > 8m = 11,38 > 8m (Disponible) (Disponible)

Ejemplo de conducciónEjemplo de conducción (continuación). (continuación).

= = J J = = 8 8 = 0,(5)6010= 0,(5)6010L QL Q2 832 832 X X 1600 1600

10 10 1 = 0,(5)2645 = 0,(5)2645 8 8 2 = 0,(5)8547

= = 8 – (0,(5)8547 8 – (0,(5)8547 X X 1,051,05 X X 832 832 X X 4040 2 )) = = -3,947-3,947 40 402 (0,(5)2645 - 0,(5)8547) 0,00944320,(5)2645 - 0,(5)8547) 0,0094432

= 418= 418

418 – 10” + 414m 8”418 – 10” + 414m 8”

Tramo E-F L = 488m Tramo E-F L = 488m = 26,90= 26,90

= = 26,40 26,40 = 0,(4)3445= 0,(4)3445488488 X X 1600 1600


8” 8” 1 0,(5)8547 0,(5)85476” 6” 2 0,(4)3782 0,(4)3782

= = 26,90 – 0,(4)3782 26,90 – 0,(4)3782 X X 1,051,05 X X 488 488 X X 1600 1600 = = -4,1063488 -4,1063488 16001600 (0,(5)8547 – 0,(4)3782) -0,0468680,(5)8547 – 0,(4)3782) -0,046868

= 87m – 8” – 401m 6”= 87m – 8” – 401m 6”

J = J = L QL Q2 L´= 1,05 Pérdidas por turbulencia L´= 1,05 Pérdidas por turbulencia J = J = 1L QL Q2

J = J = 2L QL Q2

LL1 = L´- LL´- L2

JJ1 = = 1 Q Q2 (L´- LL´- L2) = 1 Q Q2 L´ - L´ - 1 Q Q2 LL2

J = JJ1 + J J2J = 1 Q Q2 L´ - L´ - 1 Q Q2 LL2 + + 2 Q Q2 LL2J - 1 Q Q2 L´ = L´ = 2 Q Q2 LL2- - 1 Q Q2 LL2

J - 1 Q Q2 L´ = L´ = QQ2 LL2(1 - - 2)

LL2 = = J - 1 Q Q 2 L´L´ QQ2 (1 - - 2)

J = 1,95

20”20”1 = 7,032 X X 1010-8

L´ = 305L´ = 305 X X 1,05 = 320,251,05 = 320,25QQ2 = 225= 2252 = 50625= 50625

18” 18” 2 = 1,226 = 1,226 X X 1010-7

LL2 = = 0.81 = 306m= 306m0,00265

Todo el tramo será 18”


= 1,21 = 1,21 X X 1010-7

J = 51,59

2 = 1,226 = 1,226 X X 1010-7

L = 4.607,40QQ2 = 50.625

1 = 2,246 X X 1010-7

= = = 0,1652= 0,1652 X X 1010-4

L L Q Q2

Q = 40L= 37,9 L = 1320

1 = 0,8547 X X 1010-5

2 =0,3782=0,3782 X X 1010-4

LL1 = = 2 Q Q 2 L´ L´ = = 34,90 – 83,8734,90 – 83,87 Q Q2 (1 - - 2) -0,0468368

LL1 = 1045,54m= 1045,54mLL2 = 274,46m= 274,46m

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