4.2 Mch Lc La Ld Shillqui 01-02 Rosaspampa Vf.pdf

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2015- CMA-ET006 Fecha: Noviembre 2015

PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

JORGE FERNANDO CHÁVEZ RINCÓN

  4.2 DISEÑO Y CÁLCULO HIDRÁULICO 4.2.1

LÍNEA DE CONDUCCIÓN SHILLQUI SECTOR 01 4.2.1.1 NORMAS EMPLEADAS Las normas empleadas corresponden a las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones, descritos a continuación. -

Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.).

-

NORMA OS.010 (CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO).

-

NTE

OS.100

“CONSIDERACIONES

BÁSICAS

DE

DISEÑO

DE

INFRAESTRUCTURA SANITARIA”.

4.2.1.2 CRITERIOS DE DISEÑO Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS a. Conducción por gravedad mediante tuberías: Para determinar el caudal de diseño de las Líneas de Conducción de la Captación Tingo a la captación Sirena Puquio existente, se calculara de acuerdo al caudal disponible sustentado en el análisis hidrológico. Rendimiento Mínimo de Manantiales: Captación Sirena Puquio

Caudal 4.00 Lt/seg

Del Estudio Hidrológico resulta que el caudal Mínimo disponible de la captación Sirena Puquio es 4.0 lps, El Caudal disponible es de 4.0 lps y el caudal requerido es 0.04 lps, por lo cual se captara una mínima cantidad el agua para el consumo de la población, teniendo el reservorio la función de regulación del agua. Para el diseño de la conducción con tuberías, se ha tenido en cuenta las condiciones topográficas, caudal de diseño, características del suelo

tipo de tubería y

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  La velocidad mínima se ha considerado menor a 0.60m/s, debido a que la longitud total de la tubería HDPE es corta, y el diámetro exterior de la tubería HDPE es de 25 mm, equivalente a ¾” de la tubería PVC. La velocidad máxima admisible será: - En los tubos de Concreto

: 3m/s

- En tubos de asbesto – cemento y PVC

: 5m/s

Para el cálculo de las tuberías que trabajen con flujo a presión se utilizara formulas racionales. En el caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizara los coeficientes de fricción en la Tabla mostrada, para el caso de tuberías no consideradas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado. COEFICIENTE DE FRICCIÓN “C” EN LA FORMULA DE HACEN Y WILLIAMS

Tipo de Tubería

Coef. Chezy

Hierro Galvanizado

100

Polietileno

140

Policloruro de Vinilo - HDPE

150

b. Consideraciones Especiales En el caso de suelos agresivos o condiciones severas de clima, deberá considerarse tuberías de material adecuado y debidamente protegido. Los cruces con carreteras, vías férreas y obras de arte, deberán diseñarse en coordinación con el organismo competente. La verificación de las velocidades, perdida de carga y presiones se presentan en los siguientes cuadros de cálculos. Se ha realizado los cálculos correspondientes al sector de Shillqui Sector 01, para la línea de conducción, línea de aducción y línea de distribución. CALCULO DE LA POBLACIÓN DE DISEÑO

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  Para el cálculo de la población de diseño, se ha obtenido la información de campo, a través de padrones de usuarios con las cantidades de integrantes por familia, las cuales fueron proporcionadas por las autoridades y población beneficiaria. # Familias : Tasa de Crec. (R):

5

22.0Hab.

8.0‰

0.54%

Tiempo (T) : 20.0años

PF = 220* (1+0.054*20) PF = 24Hab. Dotación :

80 lit/hab/día

(Zona Sierra Guía MEF ámbito Rural)

CALCULO DEL CAUDAL PROMEDIO ANUAL(Qp) Qp =

0.03Lt/seg

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO DIARIO(QMD) Es el caudal para el diseño de la línea de conducción: K1 : 130% Qmd =

0.04Lt/seg

Qmd =

0.00004m3/seg

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO HORARIO (QMH) Es el caudal para el diseño de la línea de aducción y distribución: Dónde: K2 2 = Qmh =

0.06Lt/seg

CAUDAL DEL MANANTIAL CARAPUNCO: AFORO CAPTACION Sirena Puquio Q = Total de Q = Qaf.total =

4.00lt/seg 4.00lt/seg 3.50Lt/seg

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  CALCULO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Ubicación de las Estructuras: Pto. Cotas Captación 3,631.41 Reservorio 3,620.50

Desnivel

TOTAL

TRAMO :

Captación

Distancia

10.91

362.00

10.91

362.00m

-

Dist. Acum. 362.00

Reservorio

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q: C: DH : L: s=

0.04Lt/seg 150 10.91m 362.00m 3.01%

= HDPE

0.00004m3/seg

Despejando D:

D = 0.0105m (Diámetro interior)

D1 = 20.40mm Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

Para: * D = 20.40mm

Ks = 0.0000015 f = 0.04

(Diámetro interior)

………..Para Tubería HDPE

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  Calculo de la Velocidad:

V = 0.12m/seg

< 0.60m/seg.

Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.52 Cálculo de la Presión de Salida P1 : 10.39m Se utilizará Tubería HDPE de:

25 mm

(Diámetro exterior)

RESUMEN HIDRÁULICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Pto.

Cotas

Desnivel

Diámetro mm)

Distancia

Captación

3,631.41

-

-

Reservorio

3,620.50

10.91

362.00

10.91

362.0m

TOTAL

Presión salida

Hf -

25 mm

0.52

10.39 mca

CALCULO DE DIÁMETRO DE TUBERÍA LÍNEA DE ADUCCIÓN CAUDAL MÁXIMO HORARIO (QMH)

Dónde: K2 = 2 Qmh = 0.06Lt/seg

CALCULO DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN Ubicación de las Estructuras: Pto. Reservorio 0+440

Cotas 3,620.09 659.74

Desnivel 2,960.35

Distancia 440.00

Dist. Acum. 440.00

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  638.46 3,615.18

0+880 VC-1

TOTAL

TRAMO :

Reservorio

21.28 4.91

440.00 20.15

2986.54

900.2m

-

880.00 20.15

VC-1

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q: C: DH : L: s=

0.06Lt/seg 140 4.91m 20.15m 24.37%

= HDPE

0.00006m3/seg

Despejando D:

D = 0.0082m (Diámetro interior)

D1 = 20.40mm Calculando la Perdida de Carga:

…… (II) Para: * D = 20.40mm

Ks = 0.0000015 f = 0.04 Calculo de la Velocidad:

………..Para Tubería PVC

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  V = 0.18m/seg

< 0.60m/seg.

Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.07 Cálculo de la Presión de Salida

P1 : 4.84m Se utilizará Tubería HDPE de:

(Diámetro exterior)

25 mm

RESUMEN HIDRÁULICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Pto. Reservorio VC-1

Cotas 3,620.09 3,615.18

TOTAL

Desnivel -

Distancia -

4.91

20.15

4.91

20.2m

Diámetro (")

Hf -

25 mm

0.07

Presión salida 4.84 mca

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CALCULO DE LAS PRESIONES EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN # Habitantes

:

22.0Hab.

Densidad/Fam : Tasa de crec. : ® Tiempo : (años)

C = 140

4.40

a=

0.55

0.0178 0.380228

20.00

qu = 0.0025 Lt/seg/hab Cota del Terreno Desnivel Sector

Tramo

Perfil Ld-1

VC-1 a VP-1

Perfil Ld-2

VC-2 a VP-2

A. arriba

A. abajo

3,616.21 3,611.28 3,616.21 3,587.86

DH

Long.

N° casas

(m)

(actual)

4.93

77.15

3

28.35

97.85

2

N° Hab.

Gasto por

(fut.) Tramo 14.65

0.04

9.77

0.02

175.00

V Sector

Tramo (m/seg)

Perfil Ld-1

VC-1 a VP-1

Perfil Ld-2

VC-2 a VP-2

Perdida de Carga Unit.hf

0.07

0.41

0.05

0.19

Tramo Hf 0.03 0.02

Cota Piezometrica Inicial

Final

Presión Inicial

Final

3,621.05 3,621.02

4.84

9.74

3,625.95 3,625.93

9.74

38.07

Qdiseño Diam. lps 0.04 0.02

Diam.

Calc. Comerc. 0.35 0.22

1.00 1.00

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  El diseño se ha realizado también con el programa WaterCad, dando resultados similares a los presentados anteriormente, se detalla a continuación la información proporcionada por este programa:

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FlexTable: Tabla de Tuberias

ID

Label

Length (Scaled) (m)

Start Node

Stop Node

Diameter (mm)

39

P-1

20.36

T-1

J-1

20.4

40 41 42 43 44 45 46 47 50 52 54 57

P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8 P-9 P-10 P-11 P-12 P-13

17.11 22.68 8.36 4.26 22.29 8.07 29.56 57.51 9.92 7.16 7.14 5.25

J-1 J-4 J-5 J-6 J-7 J-8 J-1 J-2 J-4 J-7 J-2 J-3

J-4 J-5 J-6 J-7 J-8 J-9 J-2 J-3 J-10 J-11 J-12 J-14

20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 20.4 15.4 15.4 15.4 15.4

58

P-14

8.92

J-3

J-13

20.4

HDPE

Hazen-Williams C

Has Check Valve?

Velocity (m/s)

HDPE

150.0

False

0.19

HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE

150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0

False False False False False False False False False False False False False

0.11 0.08 0.08 0.08 0.04 0.00 0.07 0.04 0.06 0.06 0.06 0.06 0.00

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FlexTable: Tabla de Juntas

ID

Label

Elevacion (m)

Hydraulic Grade (m)

Presion (m H2O)

30 J-1

3,616.21 3,622.25

6.02

31 32 33 34 35 36 37 38 49 51 53 55

3,606.22 3,589.44 3,615.21 3,614.04 3,614.29 3,613.00 3,611.75 3,611.28 3,609.91 3,607.87 3,607.30 3,587.23

3,622.23 3,622.22 3,622.23 3,622.22 3,622.21 3,622.21 3,622.21 3,622.21 3,622.22 3,622.21 3,622.23 3,622.22

15.98 32.72 7.00 8.16 7.90 9.19 10.44 10.91 12.29 14.31 14.90 34.92

3,587.98 3,622.22

34.17

J-2 J-3 J-4 J-5 J-6 J-7 J-8 J-9 J-10 J-11 J-12 J-13

56 J-14

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  4.2.2

LÍNEA DE CONDUCCIÓN SHILLQUI SECTOR 02 4.2.1.1 NORMAS EMPLEADAS Las normas empleadas corresponden a las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones, descritos a continuación. -

Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.).

-

NORMA OS.010 (CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO).

-

NTE

OS.100

“CONSIDERACIONES

BÁSICAS

DE

DISEÑO

DE

INFRAESTRUCTURA SANITARIA”.

4.2.1.2 CRITERIOS DE DISEÑO Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS a. Conducción por gravedad mediante tuberías: Para determinar el caudal de diseño de las Líneas de Conducción de la Captación Shegya Puquio, se calculara de acuerdo al caudal disponible sustentado en el análisis hidrológico. Rendimiento Mínimo del Manantial: Captación

Caudal

Shegya Puquio

0.0183 Lt/seg

Del Estudio Hidrológico resulta que el caudal Mínimo disponible de la captación es 0.0183 lps, por lo cual se captara todo el agua para el consumo de la población, teniendo el reservorio la función de almacenamiento y regulación del agua. Para el diseño de la conducción con tuberías, se ha tenido en cuenta las condiciones topográficas, caudal de diseño,

tipo de tubería y

características del suelo La velocidad mínima se ha considerado menor a 0.60m/s, debido a que la longitud total de la tubería HDPE es corta (894m), y el diámetro exterior de la tubería HDPE es de 25 mm, equivalente a ¾” de la tubería PVC. La velocidad máxima admisible será:

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PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

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  - En los tubos de Concreto

: 3m/s

- En tubos de asbesto – cemento y PVC

: 5m/s

Para el cálculo de las tuberías que trabajen con flujo a presión se utilizara formulas racionales. En el caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizara los coeficientes de fricción en la Tabla mostrada, para el caso de tuberías no consideradas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado. COEFICIENTE DE FRICCIÓN “C” EN LA FORMULA DE HACEN Y WILLIAMS Tipo de Tubería

Coef. Chezy

Hierro Galvanizado

100

Polietileno

140

Policloruro de Vinilo - HDPE

150

b. Consideraciones Especiales En el caso de suelos agresivos o condiciones severas de clima, deberá considerarse tuberías de material adecuado y debidamente protegido. Los cruces con carreteras, vías férreas y obras de arte, deberán diseñarse en coordinación con el organismo competente. La verificación de las velocidades, perdida de carga y presiones se presentan en los siguientes cuadros de cálculos. Solo se ha realizado los cálculos correspondientes al sector de Shillqui Sector 02.

CALCULO DE DIÁMETRO TUBERÍA EN LÍNEA DE CONDUCCIÓN CALCULO DE LA POBLACIÓN DE DISEÑO Para el cálculo de la población de diseño, se ha obtenido la información de campo, a través de padrones de usuarios con las cantidades de integrantes por familia, las cuales fueron proporcionadas por las autoridades y población beneficiaria. # Familias :

5

25.0Hab.

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  Tasa de Crec. (R): 8.0‰

0.54%

Tiempo (T) : 20.0años

PF = 220* (1+0.054*20) PF = 28Hab. Dotación :

(Zona Sierra Guía MEF ámbito Rural)

80 lit/hab/día

CALCULO DEL CAUDAL PROMEDIO ANUAL(Qp) Qp =

0.04Lt/seg

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO DIARIO(QMD) Es el caudal para el diseño de la línea de conducción: K1 : 130% Qmd =

0.05Lt/seg

Qmd =

0.00005m3/seg

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO HORARIO (QMH) Es el caudal para el diseño de la línea de aducción y distribución: Dónde: K2 2 = Qmh =

0.07Lt/seg

CAUDAL DEL MANANTIAL CARAPUNCO: AFORO Manantial Carapunco Q = Total de Q =

0.018lt/seg 0.018lt/seg Qaf.total =

0.02Lt/seg

CALCULO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Ubicación de las Estructuras: Pto. Cotas

Desnivel

Distancia

Dist. Acum.

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  Cámara R.

3,599.06

-

CRP 6-01: 0+240

3,547.80

51.26

CRP 6-02: 0+540

3,499.54

48.26

CRP 6-03: 0+740

3,476.47

23.07

Val. De Purga

3,464.98

11.49

Reservorio

3,466.04

-1.06

TOTAL

TRAMO :

Cámara R.

133.02

-

-

-

240.00 240.00 300.00 540.00 200.00 740.00 97.62 837.62 42.51 880.13

880.13m

CRP 6-01: 0+240

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q: C: DH : L: s=

0.05Lt/seg 150 51.26m 240.00m 21.36%

Despejando D:

D = 0.0074m D1 = 0.75´´ Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

Para: * D = 0.75 ´´

= HDPE

0.00005m3/seg

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PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

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  Ks = 0.0000015 f = 0.04

………..Para Tubería PVC

Calculo de la Velocidad:

> 0.60m/seg.

V = 0.16m/seg Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.65 Cálculo de la Presión de Salida P1 : 50.61m Se utilizará Tubería HDPE de Ø 3/4" TRAMO :

CRP 6-01: 0+240

-

CRP 6-02: 0+540

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q: C: DH : Pi : L: s=

0.05Lt/seg 150 48.26m 0.00m 300.00m 16.09%

Despejando D:

D = 0.0079m D1 = 0.75´´ Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

= HDPE

0.00005m3/seg

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PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

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  Para: * D = 0.75 ´´

Ks = 0.0000015 f = 0.04

………..Para Tubería PVC

Calculo de la Velocidad:

> 0.60m/seg.

V = 0.16m/seg Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.82 Cálculo de la Presión de Salida P2 : 47.44m Se utilizará Tubería HDPE de Ø 3/4" TRAMO :

CRP 6-02: 0+540

-

CRP 6-03: 0+740

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q: C: DH : Pi : L: s= Despejando D:

D = 0.0084m

0.05Lt/seg 150 23.07m 0.00m 200.00m 11.54%

= HDPE

0.00005m3/seg

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2015- CMA-ET006 Fecha: Noviembre 2015

PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

JORGE FERNANDO CHÁVEZ RINCÓN

  D1 = 0.75´´ Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

Para: * D = 0.75 ´´

Ks = 0.0000015 f = 0.04

………..Para Tubería PVC

Calculo de la Velocidad:

> 0.60m/seg.

V = 0.16m/seg Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.55 Cálculo de la Presión de Salida P3 : 22.52m Se utilizará Tubería HDPE de Ø 3/4" TRAMO :

CRP 6-03: 0+740

-

Val. De Purga

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q : 0.05Lt/seg C : 150 DH : 11.49m

= HDPE

0.00005m3/seg

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  Pi : 0.00m L : 97.62m s = 11.77% Despejando D:

D = 0.0084m D1 = 0.75´´ Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

Para: * D = 0.75 ´´

Ks = 0.0000015 f = 0.04

………..Para Tubería PVC

Calculo de la Velocidad:

> 0.60m/seg.

V = 0.16m/seg Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.27 Cálculo de la Presión de Salida P4 : 11.22m Se utilizará Tubería HDPE de Ø 3/4"

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JORGE FERNANDO CHÁVEZ RINCÓN

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  TRAMO :

Val. De Purga

-

Reservorio

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q: C: DH : Pi : L: s=

0.05Lt/seg 150 -1.06m 11.22m 42.51m -2.49%

= HDPE

Despejando D:

D = 0.0115m D1 = 0.75´´ Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

Para: * D = 0.75 ´´

Ks = 0.0000015 f = 0.04

………..Para Tubería PVC

Calculo de la Velocidad:

V = 0.16m/seg Entonces la Perdida de Carga será:

> 0.60m/seg.

0.00005m3/seg

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  Hf = 0.12 Cálculo de la Presión de Salida P4 : 10.05m Se utilizará Tubería HDPE de Ø 3/4"

RESUMEN HIDRÁULICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Pto.

Cotas

Cámara R.

3,599.06

-

-

CRP 6-01: 0+240

3,547.80

51.26

240.00

0.75´´

CRP 6-02: 0+540

3,499.54

48.26

300.00

0.75´´

CRP 6-03: 0+740

3,476.47

23.07

200.00

0.75´´

Val. De Purga

3,464.98

11.49

97.62

0.75´´

Reservorio

3,466.04

-1.06

42.51

0.75´´

133.02

880.13m

TOTAL

4.2.3

Desnivel

Distancia

Diámetro (")

Presión salida

Hf 0.65 0.82 0.55 0.27 0.12

50.61 mca 47.44 mca 22.52 mca 11.22 mca 10.05 mca

LÍNEA DE ADUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN SHILLQUI 02 4.2.3.1 NORMAS EMPLEADAS Las normas empleadas corresponden a las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones, descritos a continuación. -

Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.).

-

NORMA OS.010 (CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO).

-

NTE

OS.100

“CONSIDERACIONES

BÁSICAS

DE

INFRAESTRUCTURA SANITARIA”.

4.2.3.2 CRITERIOS DE DISEÑO Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS a. Distribución por gravedad mediante tuberías:

DISEÑO

DE

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  Para determinar el caudal de diseño de las Líneas de aducción y distribución del reservorio, se calculara de acuerdo al caudal máximo horario del análisis hidrológico. Rendimiento Mínimo del Manantial: CAUDALES DE DISEÑO (L/S) Qp

0.04 Lt/seg

Qmd

0.05 Lt/seg

Qmh

0.07 Lt/seg

Para el diseño de la línea de aducción y conducción con tuberías, se ha tenido en cuenta las condiciones topográficas, caudal de diseño, tipo de tubería y características del suelo La velocidad mínima se ha considerado menor a 0.60m/s, debido a que la longitud total de la tubería PVC SAP es corta (257m), y el diámetro exterior de la tubería es de 3/4" Y 1/2". La velocidad máxima admisible será: - En los tubos de Concreto

: 3m/s

- En tubos de asbesto – cemento y PVC

: 5m/s

Para el cálculo de las tuberías que trabajen con flujo a presión se utilizara formulas racionales. En el caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizara los coeficientes de fricción en la Tabla mostrada, para el caso de tuberías no consideradas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado. COEFICIENTE DE FRICCIÓN “C” EN LA FORMULA DE HACEN Y WILLIAMS Tipo de Tubería

Coef. Chezy

Hierro Galvanizado

100

Polietileno

140

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  Policloruro de Vinilo - HDPE

150

b. Consideraciones Especiales En el caso de suelos agresivos o condiciones severas de clima, deberá considerarse tuberías de material adecuado y debidamente protegido. Los cruces con carreteras, vías férreas y obras de arte, deberán diseñarse en coordinación con el organismo competente. La verificación de las velocidades, perdida de carga y presiones se presentan en los siguientes cuadros de cálculos. Solo se ha realizado los cálculos correspondientes al sector de Shillqui Sector 02. Cota del Terreno Sector

Tramo

Reserv a VC-1 Perfil Ld-1

VC-1 a VC-2 CV-2 a VP-1

Perfil Ld02

VC-1 a VP-2

Perfil Ld-4

VC-2 a VP-3

Desnivel

Long.

DH

(m)

A. arriba

A. abajo

3,466.04

3,463.54

3,463.54

3,457.34

3,457.34

3,450.68

3,463.54

3,450.64

12.90

3,457.34

3,446.79

10.55

N° casas

Diam.

V

Perdida de Carga

(actual) Comerc. (m/seg) Unit.- hf

Tramo -Hf Inicial Final

2.50

14.27

5

0.75

0.22

4.44

0.06

6.20

77.03

4

0.75

0.00

0.00

0.00

6.66

69.19

2

0.50

0.20

5.86

0.41

64.38

1

0.50

0.10

1.63

0.10

39.69

2

0.50

0.20

5.86

0.23

264.56

4.2.4

RESERVORIO SHILLQUI SECTOR 02 Estructura destinada al almacenamiento y regulación del volumen de agua disponible básicamente su función es almacenar en horas de bajo consumo (noches) para revertirlo en las de máximo consumo (mañanas, mediodía), este depósito debe tener tubería de ventilación independiente, el porcentaje de regulación es del gasto máximo diario. En el caso del sistema propuesto, se tiene déficit del recurso hídrico, para el cual se planteara el reservorio de almacenamiento cada 34 horas y el consumo en 4 días. Sistemas por Gravedad:

60% de Qmd

Presión

-

2.44

2.44 8.64

8.64 14.89 2.44 15.23 8.64 18.95

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  Adjunto a esta estructura se tiene una caseta de válvulas de control de tuberías de ingreso, salida y rebose y limpia. Volumen de Reservorio: Se estima con la siguiente formula VR = Qmd x 86.4 x 0.60 Dónde: Qmd es el caudal promedio diario anual 0.20 es el % de Regulación De los datos iniciales para determinar la necesidad de un reservorio en las localidades de Shillqui Sector 02, se tiene la siguiente información: Captación

Caudal

Shegya Puquio

0.0183 Lt/seg

CAUDALES DE DISEÑO (L/S) Qp

0.04 Lt/seg

Qmd

0.05 Lt/seg

Qmh

0.07 Lt/seg

La necesidad de un reservorio en cada sector será por el volumen de regulación: 

Caudal del manantial: 0.0183lt/seg.



Tiempo de no uso del servicio 10 horas. (8:00 pm a 6:00am)



Tiempo de uso del servicio 14 horas. (7:00 am a 7:00pm)



Almacenamiento en la Noche: 0.0183lt/seg. * 10 hr = 658.80lt = 0.66m3



Almacenamiento en el día: 0.0183lt/seg. * 14 hr = 922.32lt = 0.922m3



Volumen requerido: 28 habitantes x 80lt/hab/día = 2240.0lt = 2.5m3



El caudal aforado se realizó; de los brotes superficiales, se entiende que al realizar la captación con galerías filtrantes incrementara el caudal.

 

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  4.2.5

LÍNEA DE CONDUCCIÓN DE ROSASPAMPA 4.2.1.1 NORMAS EMPLEADAS Las normas empleadas corresponden a las disposiciones del Reglamento Nacional de Edificaciones, descritos a continuación. -

Reglamento Nacional de Edificaciones (Perú) – Normas Técnicas de Edificación (N.T.E.).

-

NORMA OS.010 (CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO).

-

NTE

OS.100

“CONSIDERACIONES

BÁSICAS

DE

DISEÑO

DE

INFRAESTRUCTURA SANITARIA”.

4.2.1.2 CRITERIOS DE DISEÑO Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS a. Conducción por gravedad mediante tuberías: Para determinar el caudal de diseño de las Líneas de Conducción, se calculara de acuerdo al caudal disponible sustentado en el análisis hidrológico. Rendimiento Mínimo de Manantiales: Captación

Caudal

Rosaspampa

0.203 Lt/seg

Del Estudio Hidrológico resulta que el caudal Mínimo disponible de la captación Rosaspampa es 0.203 lps, El Caudal disponible es de 0.203 lps y el caudal requerido es 0.04 lps, por lo cual se captara una mínima cantidad el agua para el consumo de la población, teniendo el reservorio la función de regulación del agua. Para el diseño de la conducción con tuberías, se ha tenido en cuenta las condiciones topográficas, caudal de diseño,

tipo de tubería y

características del suelo La velocidad mínima se ha considerado menor a 0.60m/s, debido a que la longitud total de la tubería HDPE es corta, y el diámetro exterior de la tubería HDPE es de 32 mm, equivalente a 1” de la tubería PVC.

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  La velocidad máxima admisible será: - En los tubos de Concreto

: 3m/s

- En tubos de asbesto – cemento y PVC

: 5m/s

Para el cálculo de las tuberías que trabajen con flujo a presión se utilizara formulas racionales. En el caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizara los coeficientes de fricción en la Tabla mostrada, para el caso de tuberías no consideradas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado. COEFICIENTE DE FRICCIÓN “C” EN LA FORMULA DE HACEN Y WILLIAMS

Tipo de Tubería

Coef. Chezy

Hierro Galvanizado

100

Polietileno

140

Policloruro de Vinilo - HDPE

150

b. Consideraciones Especiales En el caso de suelos agresivos o condiciones severas de clima, deberá considerarse tuberías de material adecuado y debidamente protegido. Los cruces con carreteras, vías férreas y obras de arte, deberán diseñarse en coordinación con el organismo competente. La verificación de las velocidades, perdida de carga y presiones se presentan en los siguientes cuadros de cálculos. Se ha realizado los cálculos correspondientes al sector de Rosaspampa, para la línea de conducción, línea de aducción y línea de distribución.

CALCULO DE LA POBLACIÓN DE DISEÑO

Para el cálculo de la población de diseño, se ha obtenido la información de campo, a través de padrones de usuarios con las cantidades de integrantes

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  por familia, las cuales fueron proporcionadas por las autoridades y población beneficiaria. # Familias :

8

31.0Hab.

Tasa de Crec. (R): 8.0‰

0.54%

Tiempo (T) : 20.0años

PF = 220* (1+0.054*20) PF = 34Hab. Dotación :

(Zona Sierra Guía MEF ámbito Rural)

80 lit/hab/día

CALCULO DEL CAUDAL PROMEDIO ANUAL(Qp) Qp =

0.04Lt/seg

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO DIARIO(QMD) Es el caudal para el diseño de la línea de conducción: K1 : 130% Qmd =

0.06Lt/seg

Qmd =

0.00006m3/seg

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO HORARIO (QMH) Es el caudal para el diseño de la línea de aducción y distribución: Dónde: K2 = 2 Qmh =

0.09Lt/seg

CAUDAL DEL MANANTIAL CARAPUNCO: AFORO CAPTACION Rosaspampa Q = Total de Q = Qaf.total =

0.203lt/seg 0.203lt/seg 0.20Lt/seg

CALCULO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN

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  Ubicación de las Estructuras: Pto.

Cotas

Desnivel

Captación

3,571.93

Reservorio

3,570.34

-

TRAMO :

Captación

22.06

1.59

TOTAL

Dist. Acum.

Distancia

1.59

-

22.06

22.06m

Reservorio

Cálculo del Diámetro de Tubería:

Q : 0.06Lt/seg C: DH : L: s=

150 1.59m 22.06m 7.21%

=

0.00006m3/se g

HDPE

Despejando D:

D = 0.0100m D1 = 27.20mm

9.98mm (Diámetro interior)

Calculado Asumido

Calculando la Perdida de Carga:

…… (II)

Para: * D = 27.20mm

(Diámetro interior)

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  Ks = 0.0000015 f = 0.04

………..Para Tubería HDPE

Calculo de la Velocidad:

V = 0.10m/seg

< 0.60m/seg.

Entonces la Perdida de Carga será: Hf = 0.01 Cálculo de la Presión de Salida P1 : 1.58m Se utilizará Tubería HDPE de:

32 mm

(Diámetro exterior)

RESUMEN HIDRÁULICO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN Pto.

Cotas

Captación

3,571.93

Reservorio

3,570.34

TOTAL

Desnivel

Diámetro (mm)

Distancia -

1.59 1.59

22.06

32 mm

Hf

Presión salida

Cota Pz

-

3,571.93

0.01

3,573.49

1.58 mca

22.1m

El diseño se ha realizado también con el programa WaterCad, dando resultados similares a los presentados anteriormente, se detalla a continuación la información proporcionada por este programa:

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FlexTable: Tabla de Tuberias

ID

Label

Length (Scaled) (m)

Start Node

Stop Node

Diameter (mm)

31

P-1

23.90

R-1

T-1

27.2

35 37 39 41 42

P-3 P-4 P-5 P-6 P-7

17.19 75.93 24.41 3.57 14.33

J-1 J-2 J-3 T-1 J-5

J-2 J-3 J-4 J-5 J-1

27.2 27.2 27.2 27.2 27.2

44

P-8

54.25

J-5

J-6

27.2

HDPE

Hazen-Williams C

Has Check Valve?

Headloss Gradient (m/m)

HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE HDPE

150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0

False False False False False False False

0.032 0.001 0.001 0.001 0.002 0.001 0.000

FlexTable: Tabla de Nudos

ID

Label

Elevacion (m)

Hydraulic Grade (m)

Presion (m H2O)

32

J-1

3,569.59

3,571.32

1.73

34 36 38 40 43

J-2 J-3 J-4 J-5 J-6

3,568.27 3,560.37 3,557.80 3,570.30 3,561.85

3,571.30 3,571.20 3,571.16 3,571.34 3,571.33

3.02 10.80 13.34 1.04 9.46