RESUMEN · 2016. 6. 25. · UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA F.I.M.G.C E.F.P.I.C ESTRUCTURAS HIDRAULICAS - 2- 2.1. CAPTACION DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADO

i

RESUMEN

En el presente trabajo se desarrolla el diseño hidráulico de una captación de un

manantial en ladera, siendo este tipo de obras las más consumes en los centros

poblados que se encuentran en las zonas de mayor altitud de nuestra sierra y

que cuentan con una población en un crecimiento inicial.

Por lo tanto se debe de tener en consideración este tipo de obras cuando las

fuentes de agua en este caso sean manantiales u ojos de agua los cuales serán

analizados para satisfacer la demanda de la población a beneficiarse.

En este tipo de obras hidráulicas se contemplan 2 partes importantes la

primera es una cámara que funciona como un filtro para limpiar las sustancias

del agua y la segunda es un tanque de almacenamiento que servirá para

proporcionar un nivel de carga de agua constante en el depósito y a si asegurar

el flujo del agua por la tubería de conducción al reservorio ubicado aguas

abajo si el sistema fuese contemplado por gravedad.

En este tipo de obras se asegura la protección del manantial y del agua

extraída, puesto que la obra cubre toda el área del manantial y no permite la

exposición directa del agua al medio ambiente protegiéndola de toda

contaminación.

ii

INDICE

1. INTRODUCCIÓN 1

2. TIPOS DE CAPTACIONES 1

2.1. CAPTACION DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADO 2

2.1.1. DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO 2

2.1.2. CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO Y LA

CAMARA HUMEDA 2

2.1.3. ANCHO DE LA PANTALLA (b) 4

2.1.4. ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA 5

2.1.5. DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA 6

2.1.6. TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIA 7

2.2. CAPTACION DE UN MANANTIAL DE FONDO CONCENTRADO 7

2.2.1. ANCHO DE LA PANTALLA (b) 8

2.2.2. CALCULO DE LA ALTURA TOTAL (Ht) 8

2.2.3. DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA 9

2.2.4. TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIA 9

3. DISEÑO DE CAPTACION DE UN MANANTIAL A MEDIA LADERA

CONCENTRADO 10

3.1. DEMANDA DE CONSUMO POBLACIONAL 10

3.2. ANALISIS DE LA DEMANDA DE DOTACION DEL AGUA PARA ZONA

RURAL (LIT-/HAB./DIA) 10

3.3. CAUDAL DE LA FUENTE QUEBRADA (LIT./SEG.) 11

3.4. CAUDAL MEDIO O CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Lit/Seg.) 11

3.5. CAUDAL O CONSUMO MAXIMO DIARIO (LIT./SEG.) 11

iii

3.6. VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DEL RESERVORIO (M3) 11

3.7. CAUDAL O CONSUMO MAXIMO HORARIO (LIT./SEG.) 11

3.8. CAUDAL UNITARIO (LIT./SEG.) 11

3.9. DISEÑO HIDRAULICO DE LA CAPTACION DE UN MANANTIAL A MEDIA

LADERA CONCENTRADO 12

4. DIMENSIONES FINALES DE LA CAPTACION 19

4.1. PLANO EN PLANTA 19

4.2. CORTE A - A 20

4.3. CORTE B - B 21

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 22

6. REFERENCIAS 22

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA F.I.M.G.C E.F.P.I.C

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS

- 1 -

1. INTRODUCCIÓN

Elegida la fuente de agua e identificada como el primer punto del sistema de agua

potable, en el lugar del afloramiento se construye una estructura de captación que

permita recolectar el agua, para que luego pueda ser conducida mediante las tuberías de

conducción hacia el reservorio de almacenamiento.

El diseño hidráulico y dimensionamiento de la captación dependerá de la topografía de

la zona, de la textura del suelo y de la clase de manantial; buscando no alterar la calidad

y la temperatura del agua ni modificar la corriente y el caudal natural del manantial, ya

que cualquier obstrucción puede tener consecuencias fatales; el agua crea otro cauce y el

manantial desaparece.

Es importante que se incorporen características de diseño que permitan desarrollar una

estructura de captación que considere un control adecuado del agua, oportunidad de

sedimentación, estabilidad estructural, prevención de futura contaminación y facilidad

de inspección y operación. Estas características serán consideradas en el desarrollo del

presente capitulo, donde además se presentan los tipos, diseño hidráulico y

dimensionamiento de las estructuras de captación.

2. TIPOS DE CAPTACIONES

Como la captación depende del tipo de fuente y de la calidad y cantidad de agua, el

diseño de cada estructura tendrá características típicas. Cuando la fuente de agua es un

manantial de ladera y concentrado, la captación constara de tres partes: la primera,

corresponde a la protección del afloramiento; la segunda, a una cámara húmeda que

sirve para regular el gasto a utilizarse; y la tercera, a una cámara seca que sirve para

proteger la válvula de control. El compartimiento de protección de la fuente consta de

una losa de concreto que cubre toda la extensión o área adyacente al afloramiento de

modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando así sellado para evitar

la contaminación. Junto a la pared de la cámara existe una cantidad de material granular

clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del área adyacente a la cámara

y de aquietamiento de algún material en suspensión. La cámara húmeda tiene un

accesorio (canastilla) de salida y un cono de rebose que sirve para eliminar el exceso de

producción de la fuente.

Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura

de captación podrá reducirse a una cámara sin fondo que rodee el punto donde el agua

brota. Constara de dos partes: la primera, la cámara húmeda que sirve para almacenar el

agua y regular el gasto a utilizarse, y la segunda, una cámara seca que sirve para

proteger las válvulas de control de salida y desagüe. La cámara húmeda estará provista

de una canastilla de salida y tuberías de rebose y limpia. Si existen manantiales cercanos

unos a otros, se podrá construir varias cámaras, de las que partan tubos o galerías hacia

una cámara de recolección de donde se inicie la línea de conducción. Adyacente a la

cámara colectora se considera la construcción de la cámara seca cuya función es la de

proteger la válvula de salida de agua. La cámara colectora tiene una canastilla de salida,

un cono de rebose y tubería de limpia.



- 2 -

2.1. CAPTACION DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADO

Este tipo de captaciones tiene la siguiente forma.

2.1.1. DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO

Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo

de la fuente, de modo que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara

húmeda sea suficiente para captar este caudal o gasto. Conocido el gasto, se puede

diseñar el área de orificio sobre la base de una velocidad de entrada no muy alta y

al coeficiente de contracción de los orificios.

2.1.2. CALCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO Y LA

CAMARA HUMEDA

Es necesario conocer la velocidad de pase y la pérdida de carga sobre el orificio de

salida. Según la ecuación de Bernoulli entre los puntos 0 y 1, resulta:



- 3 -

Considerando los valores de P0, V0, P1 y h1 igual a cero, se tiene:

Donde:

h0 = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de

0,40 a 0,50 m.)

V1 = Velocidad teórica en m/s.

g = Aceleración de la gravedad (9,81 m/s2).

Mediante la ecuación de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:

Q1 = Q2

Cd x A1 x V1 = A2 x V2

Siendo

A1 = A2

Donde:

V2 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0,6 m/s).

Cd = Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0,8).

Reemplazando el valor de 1 V de la ecuación (2) en la ecuación (1), se tiene:

h0 es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite

producir la velocidad de pase. En la figura se observa:

H = Hf + h0



- 4 -

Donde Hf es la pérdida de carga que servirá para determinar la distancia entre el

afloramiento y la caja de captación (L).

Hf = H – ho

Hf = 0.30 x L

L = Hf / 0.30

2.1.3. ANCHO DE LA PANTALLA (b)

Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diámetro y el

número de orificios que permitirán fluir el agua desde la zona de afloramiento

hacia la cámara húmeda. Para el cálculo del diámetro de la tubería de entrada (D),

se utilizan las siguientes ecuaciones.

Qmáx. = V x A x Cd

Qmáx. = A Cd (2 g h )1/2

Donde:

Qmáx = Gasto Máximo de la fuente en l/s.

V = Velocidad de paso (se asume 0,50 m/s, siendo menor que el valor máximo

recomendado de 0,60 m/s).

A = Área de la tubería en m2

Cd = Coeficiente de descarga (0,6 a 0,8).

G = Aceleración de la gravedad (9,81 m/s2)

h = Carga sobre el centro del orificio (m).

El valor de A resulta:

Considerando la carga sobre el centro del orificio el valor de A

será:

El valor de D será definido mediante:



- 5 -

El número de orificios Se recomienda usar diámetros (D) menores o iguales de 2”.

Si se obtuvieran diámetros mayores, será necesario aumentar el número de

orificios (NA), siendo:

Para el cálculo del ancho de la pantalla, se asume que para una buena distribución

del agua los orificios se deben ubicar como se muestra en la figura.

Siendo:

“d” el diámetro de la tubería de entrada

“b” el ancho de la pantalla

Conocido el número de orificios y el diámetro de la tubería de entrada, se calcula

el ancho de la pantalla (b) mediante la siguiente ecuación:

b = 2(6D) + NA D + 3D (NA – 1)

b = 12 D + NAD + 3 NAD – 3D

b = 9D + 4 NAD

Donde:

b = Ancho de la pantalla

D = Diámetro del orificio

NA = Número de orificios

2.1.4. ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA

En base a los elementos identificados de la figura 1.4, la altura total de la cámara

húmeda se calcula mediante la siguiente ecuación:

Ht = A + B + H + D + E

Donde:

A = Se considera una altura mínima de 10 cm. Que permite la sedimentación de la

arena.

B = Se considera el diámetro de salida.

H = Altura de agua sobre la canastilla.

D = Desnivel mínimo entre el nivel de ingreso del agua del afloramiento y el

nivel de agua de la cámara húmeda (mínimo 5 cm.).

E = Borde libre (mínimo 30 cm).



- 6 -

Para determinar la altura de la captación, es necesario conocer la carga requerida

para que el gasto de salida de la captación pueda fluir por la tubería de conducción.

La carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuación:

Donde:

H = Carga requerida en m

V = Velocidad promedio en la salida de la tubería de la línea de conducción m/s

G = Aceleración de la gravedad igual 9,81 m/s2

Se recomienda una altura mínima de H = 30 cm

2.1.5. DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA

Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de la canastilla debe ser

dos veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (Dc); que el

área total de ranuras (At) sea el doble del área de la tubería de la línea de

conducción; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor de

6Dc.



- 7 -

At = 2 Ac

Donde:

Conocidos los valores del área total de ranuras y el área de cada ranura se

determina el número de ranuras:

2.1.6. TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIA

En la tubería de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% y

considerando el caudal máximo de aforo, se determina el diámetro mediante la

ecuación de Hazen y Williams (para C=140).

Donde:

D = Diámetro en pulgadas

Q = Gasto máximo de la fuente en lps

S = Pérdida de carga unitaria en m/m

2.2. CAPTACION DE UN MANANTIAL DE FONDO CONCENTRADO

Este tipo de captaciones tiene la siguiente forma.



- 8 -

2.2.1. CALCULO DEL ANCHO DE LA PANTALLA

El ancho de la pantalla se determina sobre la base de las características propias del

afloramiento, quedando definido con la condición que pueda captar la totalidad del

agua que aflore del subsuelo.

2.2.2. CALCULO DE LA ALTURA TOTAL (Ht)

Para determinar la altura total de la cámara húmeda (Ht) se considera los

elementos identificados, los cuales se muestran en la figura.

Ht = A + B + C + H ≤ Altura natural que alcanza el agua

Donde:

A = Altura del filtro (se recomienda de 10 cm)

B = Diámetro de la tubería de salida

H = Altura de agua sobre la canastilla

E = Borde libre (se recomienda como mínimo 30 cm)

Para determinar la altura de la captación, es necesario conocer la carga requerida

para que el gasto de salida de la captación pueda fluir por la tubería de conducción.

La carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuación:

Donde:

H = Carga requerida en m.

V = Velocidad promedio en la salida de la tubería de la línea de conducción m/s.

Considerar la velocidad mínima recomendada para una línea de conducción.

g = Aceleración de la gravedad igual 9,81 m/s2.

Se recomienda una altura mínima de H = 5 cm, sobre la canastilla



- 9 -

2.2.3. DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA

Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de la canastilla debe ser

dos (2) veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (Dc); que

el área total de ranuras (At) sea el doble del área de la tubería de la línea de

conducción; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor de

6Dc.

At = 2 Ac

Donde:

Conocidos los valores del área total de ranuras y el área de cada ranura se

determina el número de ranuras:

2.2.4. TUBERIA DE ROBOSE Y LIMPIA

En la tubería de rebose y de limpia se recomienda pendientes de 1 a 1,5% y

considerando el caudal máximo de aforo, se determina el diámetro mediante la

ecuación de Hazen y Williams (para C=140).

Donde:


Q = Gasto máximo de la fuente en lps

S = Pérdida de carga unitaria en m/m.



- 10 -

3. DISEÑO DE CAPTACION DE UN MANANTIAL A MEDIA LADERA

CONCENTRADO

La bocatoma que vamos a diseñar será de la forma:

3.1. DEMANDA DE CONSUMO POBLACIONAL

POBLACION ACTUAL (Pa) : 290.00 HABITANTES

Nº FAMILIAS

: 58.00 Nº DE CASAS O FAMILIAS

TASA DE CRECIMIENTO (%r) : 1.50

PERIODO DE DISEÑO (t) : 20.00 AÑOS

POBLACION FUTURA(Pf) : 377 HABITANTES

:

3.2. ANALISIS DE LA DEMANDA DE DOTACION DEL AGUA PARA ZONA

RURAL (LIT-/HAB./DIA)

DOTACION ASIGNADA : 50.00 Lit./Hab./dia

Dotación por Región

REGION DOTACIÓN

Selva 70

Costa 60

Sierra 50

* Fuente: MINSA

1001

rtPaPf



- 11 -

3.3. CAUDAL DE LA FUENTE QUEBRADA (LIT./SEG.)

CAPTACION QUEBRADA : 0.55 Lit./Seg.

NUMERO DE PRUEBA VOLUMEN

(Litros) TIEMPO

(Segundos)

1

3

4.50

2 4.60

3 4.40

4 4.60

5 4.50

TOTAL 22.60

PROMEDIO 4.52

3.4. CAUDAL MEDIO O CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Lit/Seg.)

CONSUMO PROMEDIO DIARIO ANUAL (Qm) 0.218 Lit./Seg.

3.5. CAUDAL O CONSUMO MAXIMO DIARIO (LIT./SEG.)

CONSUMO MÁXIMO DIARIO ANUAL (Qmd) 0.284 Lit./Seg.

k1 = 1.3

3.6. VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DEL RESERVORIO (M3)

VOLUMEN DEL RESERVORIO (m3) 6.13 m3

VOLUMEN DEL RESERVORIO ASUMIDO (m3) 8.00 m3

3.7. CAUDAL O CONSUMO MAXIMO HORARIO (LIT./SEG.) Kdmh: Coef. De variación horaria, varía entre 2.0 a 2.8 (para nuestro caso tomaremos: Kmdh=2.5)

CONSUMO MÁXIMO HORARIO (Qmh) 0.55 Lit./Seg.

kmdh = 2.5

3.8. CAUDAL UNITARIO (LIT./SEG.)

CAUDAL UNITARIO (LIT./SEG.) 0.00145 Lit./Seg/hab

86400

* DotPfQm

QmKQmd *1

1000

86400**25.0 QmdVr

QmKmdhQmh *

)/( uturaPoblaciónFQmhQu



- 12 -

3.9. DISEÑO HIDRAULICO DE LA CAPTACION DE UN MANANTIAL A

MEDIA LADERA CONCENTRADO

Qmax = 0.57 l/s

Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo de la fuente, de modo

que el diámetro de los orificios de entrada a la cámara húmeda sea suficiente para captar este caudal o

gasto. Conocido el gasto, se puede diseñar el área del orificio en base a una velocidad de entrada no muy

alta y al coeficiente de contracción de los orificios.

1. Cálculo de la distancia entre el punto de afloramiento y la cámara húmeda (L)

Es necesario conocer la velocidad de pase y la pérdida de carga

sobre el orificio de salida. En la figura 1 aplicando la ecuación

de Bernoulli entre los puntos 0 y 1.

Considerando los valores de Po, Vo,P1 y h1 igual a cero, se tiene:

…………(1)

Donde:

ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomiendan valores

de 0.4 a 0.5m)

V1 = Velocidad teórica en m/s

g = Aceleración de la gravedad (9.81m/s2)

Mediante la ecuación de continuidad considerando los puntos 1 y 2, se tiene:

Q1 = Q2 Cd x A1 x V1 = A2 x V2

Siendo A1 = A2

…………(2)

Donde: V2 = Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0.6m/s)

Cd =

Coeficiente de descarga en el punto 1 (Se asume 0.8)

Reemplazando el valor de V1 de la ecuación 2 en la ecuación 1, se tiene:

…………(3)

Por lo tanto

2g

Vh

γ

P

2g

Vh

γ

P 12

110

2

00

2g

Vh

12

0

Cd

VV 2

1

2g

V56.1h

22

0

1.56

2ghV 0

2



- 13 -

Para un valor asumido:

h = 0.40 m

g = 9.81 m/s2

Se obtiene una velocidad de pase:

V2 = 2.24 m/s

Este valor calculado es mayor que la velocidad máxima recomendada de 0.60m/s por lo que se asume

para el diseño una velocidad de:

V2 = 0.70 m/s

Mediante la ecuación (3) y la velocidad de 0.5m/s se determina la pérdida de carga en el orificio, resultando.

ho = 0.039 m

ho es definida como la carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de pase

Con el valor de ho se calcula el valor de Hf, mediante la siguiente ecuación:

………..(4)

Hf = 0.36 m

Hf servirá para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captación (L)

………..(5)

Por lo tanto:

L = 1.20 m

2. Ancho de la pantalla (b)

Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diámetro y el número de orificios que

permitirán fluir el agua desde la zona de afloramiento hacia la cámara húmeda.

2.1. Cálculo del diámetro de la tubería de entrada (D)

Para el cálculo del diámetro de la tubería de entrada (D), se utilizan las siguientes ecuaciones:

…………(6)

…………(7)

Donde:

Qmax = Gasto máximo de la fuente en l/s

V =

Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s, siendo menor que el valor recomendado de 0.60 m/s)

A = Area de la tubería (m2)

Cd = Coeficiente de descarga (0.60 a 0.80)

0f hHH

0.30xLHf

Hf/0.30L

CdA x x VQmax

2gh CdA Qmax



- 14 -

g = Aceleración gravitacional (9.81m/s2)

h =

Carga sobre el orificio (m)

Despejando la ecuación (6) el valor de A resulta:

…………(8)

Considerando:

Qmax = 0.57 l/s

V = 0.70 m/s

Cd = 0.80

Se tiene: A = 1.02E-03 m2

El diámetro del orificio será definido mediante:

…………(9)

Reemplazando:

D = 3.60 cm Equivale: D = 1.42 Pulg

Por lo tanto:

D = 1 1/2" = 1.50 Pulg

2.2. Cálculo del número de orificios (NA)

Se recomienda usar diámetros (D) menores o iguales a 2". Si se obtuvieran diámetros mayores será

necesario aumentar el número de orificios (NA), siendo:

……….(10)

Para el diseño asumiremos un diámetro de 1"

D = 1 plg

Que será utilizado para determinar el número de orificios (NA)

NA = 3.25

Entonces se asumirá que:

NA = 4.00

V x Cd

QA max

π

4AD

1asumido diámetro del Area

calculado diámetro del AreaNA

1D

DNA

2

2

1



- 15 -

2.3. Cálculo del ancho de la pantalla (b)

Para el cálculo del ancho de la pantalla, se asume que para una buena distribución del agua los orificios se

deben de ubicar como se muestra en la figura 2

Siendo:

D = Diámetro de la tubería de entrada


Conocido el número de orificios y el diámetro de la tubería de entrada, se calcula el ancho de la pantalla (b)

mediante la siguiente ecuación:

…….…(11)

Donde:


D = Diámetro del orificio

NA = Número de orificios

Por lo tanto:

b = 45.72 cm

Para el diseño asumiremos una sección interna de la cámara húmeda de:

L = 0.80 m

A = 0.80 m

3. Altura de la cámara húmeda (Ht)

En base a los elementos identificados en la figura 3, la altura total de la cámara húmeda se calcula mediante

la siguiente ecuación:

……….(12)

1)-(NA 3DDNA 2(2.5D)b

EDHBAHt



- 16 -

Donde:

A = Se considera una altura mínima de 10cm que permite la sedimentación de la

area

B = Se considera la mitad del diámetro de la canastilla de salida

H = Altura de agua

D = Disnivel mínimo entre el nivel de ingreso del agua de afloramiento y el nivel de

agua de la cámara húmeda (mínimo 3cm)

E =

Borde libre (de 10 a 30cm)

Para determinar la altura de la captación, es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida

de la captación pueda fluir por la tubería de conducción. La carga requerida es determinada mediante la

ecuación:

Donde: H =

Carga requerida en metros

V = Velocidad promedio en la salida de la tubería de la

línea de conducción en m/s

g = Aceleración de la gravedad igual a 9.81m/s2

Se recomienda una altura mínima de H = 30cm

Tomaremos los siguientes valores:

A = 5 cm

2g

V56.1H

2



- 17 -

B = 2.54 cm

D = 5 cm

E = 38 cm

Se sabe que V=Q/A. Por lo tanto:

Donde: Qmd = Gasto máximo diario en m3/s

A = Area de la tubería de salida en m2

g = Aceleración gravitacional (9.81m/s2)

Tomaremos:

Qmd = 0.284 l/s

Entonces:

H = 2.50 cm

Para facilitar el paso del agua se tomará: H = 30.00 cm (la norma exige una altura minima de carga igual a 30 cm)

Por lo tanto la altura de la cámara húmeda será: Ht = 80.54 cm

Para el diseño consideraremos una altura de: Ht = 1.00 m

4. Dimensionamiento de la canastilla

Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de la canastilla debe ser dos veces el diámetro de la tubería de salida a la línea de conducción (Dc) (Ver figura 4); que el área total de las ranuras (At) sea el doble del área de la tubería de la línea de conducción; y que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 2 Dc y me-

nor a 3 Dc.

El diámetro de la tubería de salida de la línea de conducción es:

Dc = 1 pulg

Por lo tanto el diámetro de la canastilla será:

2

2

md

2gA

Q1.56H



- 18 -

Dcanastilla = 2.0 pulg

Se recomienda que la longitud de la canastilla (L) sea mayor a 3 Dc y menor a 6 Dc

L = 7.62 cm

L = 15.24 cm

Por lo tanto asumiremos:

L = 15.00 cm

Ancho de la ranura = 5.00 mm

Largo de la ranura = 7.00 mm

Debe de cumplir que:

…….…(13)

Donde: At = Area total de ranuras

Ac = Area de la tubería de la línea de conducción

El área de la ranura será: Ar = 35 mm2

El área de la tubería de la línea de conducción es: Ac = 5.0671E-04 m2

Por lo tanto el área total de las ranuras es igual a: At = 1.0134E-03 m2

Entonces el número de ranuras resulta:

Nº de ran. = 29

4. Rebose y limpieza

En la tubería de rebose y limpieza se recomiendan pendientes de 1 a 1.5% y considerando el caudal máximo

de aforo, se determina el diámetro mediante la ecuación de Hazen y Williams (para C=140) El rebose se intala directamente a la tubería de limpia y para realizar la limpieza y evacuar el agua de la cá-

mara húmeda, se levanta la tubería de rebose. La tubería de rebose y limpia tienen el mismo diámetro y se calculan mediante la siguiente ecuación:

……….(14)

Donde:


Q = Gasto máxio de la fuente en l/s

hf = Pérdida de carga unitaria en m/m

Por lo tanto:

D = 1.39 pulg Entonces tomaremos:

D = 2.00 pulg

El diámetro del cono de rebose es:

D cono reb = 4.00 pulg

0.21

f

0.38

h

Q x 0.71D



- 19 -

4. DIMENSIONES FINALES DE LA CAPTACION

4.1. PLANO EN PLANTA



- 20 -

4.2. CORTE A - A



- 21 -

4.3. CORTE B - B



- 22 -

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Este tipo de estructuras hidráulicas es perfecta para las captaciones en manantiales los

cuales presentan poco caudal para ser captado al realizar un estudio de abastecimiento

de agua potable en poblaciones con una cantidad de habitantes pequeñas.

Estas obras tienen un característica importante que es la de proteger la fuente de

captación recubriéndola completamente con su estructura y de esta manera la protege

de la contaminación del exterior.

Una ventaja que presenta este tipo de captaciones es la de tener en su estructura un

filtro el cual separa el sedimento del agua dándole de esta manera un tratamiento al

agua antes de ser conducido por la línea de conducción del sistema de abastecimiento.

La ventaja más importante que presenta este tipo de obras hidráulicas es el pequeño

costo que presenta y la facilidad en el momento de su construcción.

6. REFERENCIAS

[1] ROGER AGÜERO PITTMAN. Agua Potable para Poblaciones Rurales, Sistemas

de abastecimiento por gravedad sin tratamiento. Asociación Servicios Educativos

Rurales

[2] FREDY CORCHO ROMERO. Acueductos, teoría y diseño. Universidad de

Medellín.

[3] MAXIMO VILLON BEJAR. Estructuras Hidráulicas.

[4] ING. ALFREDO MANSEN VALDERRAMA, Diseño de bocatomas. UNI-FIC

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RESUMEN · 2016. 6. 25. · UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA F.I.M.G.C E.F.P.I.C ESTRUCTURAS HIDRAULICAS - 2- 2.1. CAPTACION DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADO