Acueducto Final (1) (1).docx

PRESENTACION DISEÑO ACUEDUCTO

Diseño sistema de acueducto municipio santa cruz de lorica Presentado a: Ing. Tatiana Arteaga Carlos Álvarez Manga Edwin Gil Llorente Hugo González Cogollo Albert Nieves Sáenz

26 de mayo de 2015

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba TABLA DE CONTENIDO

 INTRODUCCION  OBJETIVOS

1. GENERALIDADES

1.1.

DEFINICION DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD

1.2.

JUSTIFICACION DEL PROYECTO

2. DOTACION, DEMANDA Y PROYECCION DE LA POBLACION

2.1.

PERIODO DE DISEÑO

2.2.

PROYECCION DE LA POBLACION 2.2.1. CALCULO DE LA POBLACION FUTURA

2.3.

DOTACION Y DEMANDA 2.3.1. DOTACION NETA 2.3.2. DOTACION NETA MINIMA Y MAXIMA 2.3.3. DOTACION BRUTA

2.4.

CAUDALES DE DISEÑO DE FUENTE SUBTERRANEA 2.4.1. CAUDAL MEDIO DIARIO 2.4.2. CAUDAL MAXIMO DIARIO 2.4.3. CAUDAL MAXIMO HORARIO 2.4.4. CAUDAL DE DISEÑO

3. PARÁMETROS DE DISEÑO

1

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba INTRODUCCION

Para el municipio de Santa Cruz De Lorica es una prioridad realizar un sistema de acueducto óptimo para satisfacer las necesidades básicas en su casco urbano y su zona rural y así llevar a cada una de las viviendas, un líquido que cumpla con todos y cada uno de los requerimientos exigidos en el RAS.

Existen diversos métodos de tratamiento para el agua potable, estos dependen de las características físico químicas del agua, dentro de las cuales se encuentran varios tipos: sistema de bandeja con carbón activado, cloración, ozono entre otros. De igual manera se encuentran varios tipos de tubería, las cuales se han ido mejorando con el transcurrir de los años, con el objetivo de brindar líneas de conducción mas económicas y funcionales para los sistemas de redes de acueductos.

2

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL  Diseñar un sistema de acueducto capaz de suplir las necesidades de la población de santa cruz de lorica

Objetivos específicos  Diseñar un sistema óptimo de tratamiento de agua potable y distribución para el municipio de SANTA CRUZ DE LORICA.  Proyectar el crecimiento de la población, teniendo en cuenta los diversos métodos empleados para este fin.  Determinar el caudal adecuado para la distribución, en la población.

3

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

DEFINICION DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD

Requisito Indispensable para determinar los parámetros de diseño en el sistema de acueducto, el cual se obtiene de acuerdo a la población y la capacidad económica de los usuarios.

De acuerdo al literal A.3.1 del RAS 2000, tenemos.

Asignación del nivel de complejidad Nivel

en

la Capacidad

zona urbana (1)

económica

(habitantes)

usuarios(2)

Bajo

< 2500

Baja

Medio

2501 a 12500

Baja

Medio Alto

12501 a 60000

Media

Alto

> 60000

Alta

complejidad

de Población

de

los

El municipio de SANTA CRUZ DE LORICA cuenta con una población actual de habitantes; por lo cual el nivel de complejidad del municipio es medio alto

JUSTIFICACION DEL PROYECTO

Con la construcción del acueducto se busca mejorar la calidad de vida de las personas del municipio de lorica debido a que en la actualidad el agua que utilizan para consumo humano no es totalmente confiable lo cual afecta el diario vivir de los habitantes; ya que esta se convierte en materia primordial para el sustento diario ya que es empleada en labores domesticas como también a la hora de la alimentación. Por tal motivo se espera brindar un servicio que supla las necesidades antes mencionadas y a su vez sea fuente de empleo, con lo cual se espera jalonar más obras que permitan un desarrollo en forma sostenible y eficaz para el municipio.

4

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

DOTACION, DEMANDA Y PROYECCION DE LA POBLACION GENERALIDADES

La determinación de los parámetros de diseño se realizo teniendo en cuenta los lineamientos generales establecidos, en las normas para el diseño de acueductos de la dirección de agua potable y saneamiento básico del ministerio de desarrollo en Colombia. (RAS 2000)

PERIODO DE DISEÑO.

Aquí determinamos el lapso de tiempo para lo cual se diseñaran las estructuras, teniendo como base, la vida probable de las mismas, equipos, etc. se adoptan por medio de las autoridades del ministerio respectivo los siguientes lapsos. (Ver cuadro N°1)

CLASE DE OBRA O EQUIPO Tuberias de acueducto Acometidas Pozos profundos Estructuras de concreto y hierro. Maquinas y equipos.

AÑOS 20-30 1O-20 1O-30 3O-50 1O-20

PARAMETROS PARA DISEÑO 20 20 20 20 10

PROYECCION DE POBLACION.

La información de la población actual del municipio de lorica se obtuvo de la secretaria de planeación municipal de este municipio.

5

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

Calculo de la población futura.

Tomamos como referencia el número de 25866 habitantes para el cálculo de la población futura, el cual estipula trabajar con el método geométrico debido a la relación que se da con el nivel de complejidad. (Tabla B.2.1 del RAS) Crecimiento = Pf = Pi (1+ r)n. En donde: Pf = Es la población futura Pi = Es la población en el momento inicial. r = Tasa de crecimiento. n= Es el periodo de tiempo.

Una tasa de crecimiento del 2%, se establece como criterio de diseño En el siguiente cuadro se muestra la población proyecta PF=Pi (1+r )^n año

PF

Pi

r

n

A

1

25866

25866

0,02

2013

2012

2

26911

25866

0,02

2014

2012

3

27449

25866

0,02

2015

2012

4

27998

25866

0,02

2016

2012

5

28558

25866

0,02

2017

2012

6

29129

25866

0,02

2018

2012

7

29712

25866

0,02

2019

2012

8

30306

25866

0,02

2020

2012

9

30912

25866

0,02

2021

2012

10

31531

25866

0,02

2022

2012

11

32161

25866

0,02

2023

2012

12

32804

25866

0,02

2024

2012

6

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

13

33460

25866

0,02

2025

2012

14

34130

25866

0,02

2026

2012

15

34812

25866

0,02

2027

2012

16

35508

25866

0,02

2028

2012

17

36219

25866

0,02

2029

2012

18

36943

25866

0,02

2030

2012

19

37682

25866

0,02

2031

2012

20

38436

25866

0,02

2032

2012

21

39204

25866

0,02

2033

2012

22

39988

25866

0,02

2034

2012

23

40788

25866

0,02

2035

2012

24

41604

25866

0,02

2036

2012

25

42436

25866

0,02

2037

2012

El número de habitantes en el año 2037 será de 42436 NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA.

Requisito Indispensable para determinar los parámetros de diseño en el sistema de acueducto, el cual se obtiene de acuerdo a la población y la capacidad económica de los usuarios.

De acuerdo al literal A.3.1 del RAS 2000, tenemos.

12501 hab. < 42436 hab. < 60000 hab. Luego el nivel de complejidad es medio alto.

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Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba DOTACION Y DEMANDA

DOTACION NETA La dotación neta corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurran en el sistema de acueducto. Dotación neta mínima y máxima La dotación neta depende del nivel de complejidad del sistema y sus valores mínimo y máximo se establecen de acuerdo con la tabla B.2.2 TABLA B.2.2 Dotación neta según el Nivel de Complejidad del Sistema Nivel de complejidad

Dotación neta del mínima

Dotación neta máxima

sistema

(L/hab·día )

(L/hab·día)

Bajo

100

150

Medio

120

175

Medio alto

130

-

Alto

150

-

De acuerdo a la tabla tenemos una dotación neta de 130 Lt/hab.dia

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Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

DOTACION BRUTA

Dotación mediante el cual se obtienen los caudales de diseño, se obtiene mediante la ecuación B.2.1 RAS 2000.

DB = Dneta/(1-%p). Donde: 

Dneta= Dotación neta.



%P= Porcentaje de perdidas técnicas.



DB= Dotación bruta

DB=174 Lt/hab.dia

CAUDALES DE DISEÑO

CAUDAL MEDIO DIARIO Corresponde al promedio de los consumos diarios en un periodo de un año y de acuerdo al RAS 2000, se determina mediante la expresión B.2.2 y se resumen en el cuadro Nº 5: Qmd. =p*Dbruta/86400

Donde p es la población proyectada.

Qmd. = 86 Lt/sg

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

CAUDAL MAXIMO DIARIO Es el consumo máximo registrado durante 24 horas del día en un periodo de un año, se calcula multiplicando el caudal medio diario por el coeficiente de consumo máximo diario, K1=1.3, expresión B.2.3.

QMD= Qmd*k1

K1 = Coeficiente de consumo según RAS, tiene un valor de 1,2

QMD= 103 Lt/sg

CAUDAL MAXIMO HORARIO} Consumo máximo en 24 horas observado en el periodo de un año, se calcula por la expresión B.2.4, multiplicando el coeficiente de consumo máximo horario k2=1.6, por el caudal máximo diario.

QMH= K2*QMD

K2 = Coeficiente de consumo según RAS, tiene un valor de 1,5

QMH=1128 Lt/sg

2.2.1. CAUDAL DE DISEÑO Es caudal que voy a tener en cuenta para el diseño de mi sistema de acueducto.

QD=QMH + Qincendio Para nuestro municipio vamos a tener en cuenta 4 hidrantes para nuestro diseño, cada uno de 5 Lt/sg.

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba QD=148 Lt/sg =0,148 m3/sg

PARÁMETROS DE DISEÑO Período de diseño El período de diseño debe fijar tanto las condiciones básicas del proyecto, como la capacidad de la obra para atender la demanda futura. El período de diseño también depende de la curva de demanda y de la programación de las inversiones, así como de la factibilidad de ampliación, de la tasa de crecimiento de la población y de la tasa de crecimiento del comercio y la industria. Para el caso de las obras de captación, los periodos de diseño se especifican en la tabla B.4.2. TABLA B.4.2 Período de diseño según el Nivel de Complejidad del Sistema Nivel

de

Complejidad Período

del Sistema

diseño

Bajo

15 años

Medio

20 años

Medio alto

25 años

Alto

30 años

de

Para los niveles de complejidad medio alto y alto, las obras de captación de agua superficial deberán ser analizadas y evaluadas teniendo en cuenta el período de diseño máximo, llamado también horizonte de planeamiento de proyecto; y si técnicamente es posible, se deberán definir las etapas de construcción, según las necesidades del proyecto, basados en la metodología de costo mínimo tal como se recomienda en el literal B.4.3.5.

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

1. DISEÑO DE BOCATOMA DEL MUNICIPIO DE LORICA



Caudal de diseño: 148L/s



Caudal mínimo: 0,296m3/s



Caudal máximo: 0,444m3/s



Caudal medio: 0,37m3/s



Ancho del rio: 100m



Ancho de la presa: 3m



Espesor de la lamina para caudal de diseño:

𝐻=[ 

𝑄 ] 1,84𝐿

2⁄ 3

1,148m3/s

2⁄ 3

0,148𝑚3 𝑠 =[ ] 1,84 × 3𝑚

= 0,08958𝑚

Corrección por contracciones laterales 𝐿′ = 𝐿 − 0,2𝐻 𝐿′ = 3 − 0,2 × 0,08958 = 2,98 ≅ 3𝑚



Velocidad del rio sobre la presa 3

𝑄 0,148 𝑚 ⁄𝑠 𝑉= ′ = = 0,5507 𝑚⁄𝑠 𝐿 𝐻 3 × 0,08958 𝑉 > 0,3 𝑦 𝑉 < 3 𝑚⁄𝑠 𝑜𝑘

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

2. Diseño de la rejilla y canal de aducción 

Ancho de canal de aducción (B) 𝑋𝑠 = 0,36(0,5507)

2⁄ 3

+ 0,60(0,08958)

3⁄ 4

𝑋𝑠 = 0,3930𝑚 

Alcance del chorro inferior 4⁄ 7

𝑋𝑖 = 0,18(𝑉) 𝑋𝑖 = 0,18(0,5507) 

4⁄ 7

3⁄ 4

+ 0,7(𝐻)

+ 0,7(0,08958)

3⁄ 4

= 0,2426𝑚

Ancho del canal 𝐵 = 𝑋𝑠 + 0,1 𝐵 = 0,3930 + 0,1 = 0,4930 ≅ 1𝑚



Rejilla 𝐴𝑛𝑒𝑡𝑎 𝑎 = 𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎 + 𝑏

𝐴𝑛 = 𝑎𝐵𝑁 Diámetro de ¾” para barrotes 2,5 < 𝑎 < 10𝑐𝑚 𝐴𝑛 =

𝑎 = 5𝑐𝑚

𝑄 𝑉 < 0,2 𝑚⁄𝑠 0,9𝑉𝑠 𝑠

Tomo 𝑉𝑠 = 0,15 𝑚⁄𝑠 𝑚3 0,148 𝑠 𝐴𝑛 = = 1,096𝑚2 0,9 × 0,15 𝑚⁄𝑠 𝑎 𝑎 𝐴𝑛 = × 𝐴𝑇 𝐴𝑛 = × 𝐿𝑟 𝐵 𝑎+𝑏 𝑎+𝑏 0,05 𝐴𝑛 = × 𝐿𝑟 × 1 0,05 + 0,019

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

𝐿𝑟 = 0,6

𝐿𝑟 ≥ 0,7𝑚

𝑡𝑜𝑚𝑜 𝐿𝑟 = 1𝑚

Recalculo 𝐵 = 1𝑚

𝐿𝑟 = 1𝑚

𝐴𝑛𝑒𝑡𝑎 =

𝐴𝑛 =

𝑎 × 𝐵 × 𝐿𝑟 𝑎+𝑏

0,05 × 1 × 1 = 0,72𝑚2 0,05 + 0,019

Numero de orificios (N) 𝑁=

𝐴𝑛 0,72 = = 14,4 ≅ 15 𝑎 × 𝑏 0,05 × 1

Recalculo 𝐴𝑛 𝐴𝑛 = 𝐴 × 𝐵 × 𝑁 → 𝐴𝑛 = 0,05 × 1 × 15 → 𝐴𝑛 = 0,75𝑚2 Recalculo 𝐴𝑇 𝐴𝑇 = (𝑎 + 𝑏)𝐵𝑁 → 𝐴𝑇 = (0,05 + 0,019) × 1 × 15 = 1,036𝑚2 

Niveles de agua en el caudal de aducción

 Aguas abajo 1⁄ 3

𝑄2 ℎ𝑒 = ℎ𝑐 ℎ𝑐 = [ 2 ] 𝑔𝐵

1⁄ 3

0,1482 =[ ] 9,81 × 12 1⁄ 2

𝑖𝐿𝑟 2 ℎ𝑜 = [2ℎ𝑒 2 + [ℎ𝑐 − ] ] 3 𝐿𝑐 = 𝐿𝑟 + 𝑐 = 1 + 0,30

− 2⁄3 𝑖𝐿𝑟

→ 𝑐 = 30𝑐𝑚 1⁄ 2

0,02 × 1,3 2 2 ℎ𝑜 = [2 × 0,130 + [0,130 − ] ] 3 ℎ𝑜 = (0,04852)

1⁄ 2

= 0,130𝑚

− 2⁄3 × 0,02 × 1,3

− 0,01733 = 0,2029

14

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

 Altura total del canal de aducción (𝐻𝑜 ) 𝐻𝑜 = ℎ𝑜 + 𝐵𝐿 = 0,2029 + 0,3 = 0,5029𝑚 𝐻𝑒 = ℎ𝑒 + (ℎ𝑜 − ℎ𝑒 ) + 𝑖𝐿𝑟 + 𝐿𝐵 = 0,130 + (0,5029 − 0,130) + 0,02 × 1,3 × 0,3 𝐻𝑒 = 0,8289𝑚  Velocidad del agua a final del canal 𝑉𝑒 =

𝑄 0,148 = = 1,138 𝑚⁄𝑠 𝐵ℎ𝑒 1 × 0,130 0,3 𝑚⁄𝑠 < 1,138 < 3 𝑚⁄𝑠

3. Diseño de la cámara de recolección 2⁄ 3

𝑋𝑠 = 0,36(𝑉) 𝑋𝑠 = 0,36(1,138) 𝑋𝑖 = 0,18(1,138)

2⁄ 3

4⁄ 7

+ 0,60ℎ𝑒

4⁄ 7

+ 0,60(0,8289) + 0,74(0,8289)

4⁄ 7

3⁄ 4

= 0,93𝑚 = 0,836𝑚

𝐵 = 𝑋𝑠 + 0,3 = 0,93 + 0,3 = 1,23𝑚 ≅ 1,5𝑚 

Calculo del muro de contención 𝑄 𝐻=[ ] 1,84𝐿



2⁄ 3

0,444 =[ ] 1,84 × 30

Caudal de exceso

15

2⁄ 3

= 0,186𝑚 ≅ 1𝑚

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba 3

𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0,37 𝑚 ⁄𝑠 0,37 𝐻=[ ] 1,84 × 3

2⁄ 3

= 0,16𝑚

Caudal de exceso 𝑄𝑐𝑎𝑝 = 𝐶𝑑 × 𝐴𝑛𝑒𝑡 × √2𝑔𝐻 = 0,3 × 0,75 × √2 × 9,81 × 0,16 = 0,3986 3

𝑄𝑒𝑥𝑐 = 0,3986 − 0,148 = 0,2506 𝑚 ⁄𝑠

𝐻𝑒𝑥𝑐

𝑉𝑒𝑥𝑐 =

0,2506 =[ ] 1,84 × 1,5

2⁄ 3

= 0,202𝑚

𝑄𝑒𝑥𝑐 0,2506 =[ ] = 0,82 𝑚⁄𝑠 𝐻𝑒𝑥𝑐 × 𝐵𝑖 0,202 × 1,5

𝑋𝑠 = 0,36(0,82)

2⁄ 3

+ 0,6(0,202)

4⁄ 7

= 0,556𝑚

Tomo de borde libre 0,3m 0,556 + 0,3 = 0,856𝑚 ≅ 1𝑚 El verdadero será puesto a 1m



Calculo de cotas

Partimos de la cota del rio en el punto de la captación

16

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

 𝐹𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 7𝑚  𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎 = 7 + 0,08958 = 7,08958𝑚  𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 = 7 + 1 = 8𝑐𝑚  𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =

8+7,08958 2

= 7,545𝑚

 𝑐𝑜𝑟𝑜𝑛𝑎 𝑚𝑢𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖ó𝑛 = 7 + 1 + 1 = 9𝑚 

Canal de aducción

 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎𝑠 = 7 − 0,5029 = 6,4971𝑚𝑠𝑛𝑚  𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = 7 − 0,8289 = 6,1711𝑚𝑠𝑛𝑚  𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 = 6,4971 + 0,2029 = 6,7𝑚𝑠𝑛𝑚  𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = 6,1711 + 0,130 = 6,3011𝑚𝑠𝑛𝑚 

Cámara de recolección

 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 6,1711 − 0,30 = 5,8711  𝑐𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑟𝑜 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑜 = 5,8711 − 0,202𝑚 = 5,6691  𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 = 5,6691 − 1 = 4,6691𝑚𝑠𝑛𝑚 

Tubería de exceso

 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = 4,6691  𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒𝑔𝑎 = 4,0𝑚 Calculo de tubería 𝑄 = 0,2785 𝐶𝐷2,73 𝐽0,54 𝑖=

4,6691 − 4,0𝑚 = 0,6223 30

𝑄 = 0,2785 𝐶𝐷2,73 𝐽0,54 0,2506 𝐷=[ ] (0,2785 × 100 × 0,02230,54 )

17

1⁄ 2,63

= 0,3641𝑚 = 14,33≅16"

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4. Diseño de tubería de conducción Bocatoma- tratamiento 𝜎

Tratamiento

𝜎

5,6691

Captación o bocatoma

3m

70m

3

 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 0,148 𝑚 ⁄𝑠  Tubería diámetro mínimo 6”  Aducción a gravedad

18

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba ℎ𝑄

3⁄ 8

𝐷 = 1,548 ( 1 ) 𝑆 ⁄2 𝐷 = 0,2384

= 1,548 ( 𝐷 = 10"

0,009 × 0,148 (0,03813)

3⁄ 8

1⁄ ) 22

𝐷 = 0,254𝑚

Donde 𝑄 = 0,312 ( 𝑆=

𝐷

8⁄ 1⁄ 3𝑆 2

ℎ

)

975,6691 − 3 × 100 = 3,813% ≈ 0,03813 70

 Calculo de caudal a tubo lleno

𝑄 = 0,312 (

𝐷

8⁄ 1⁄ 3𝑆 2

ℎ

) = 0,312 [

(0,254)

8⁄ 3

× (0,03813) 0,009

1⁄ 2

𝑄𝑑 0,1548 = = 0,885 𝑄𝑡𝑢 0,175

 Calculo velocidad tubo lleno 3 𝑄 0,175 𝑚 ⁄𝑠 𝑉= =𝜋 = 3,453 𝑚⁄𝑠 𝐴 ⁄4 (0,254𝑚)2

 Calculo fuerza tractiva a tubo lleno 𝑘𝑎 𝑘 × 0,0635 × 0,03813 = 2,4212 𝑎⁄𝑚2 𝑠 𝐷 0,254 𝑅= = = 0,0635 4 4

𝜏 = 𝛾 × 𝑅 × 𝑆 = 1000

 Calculo de parámetros reales 3

𝑄𝑟 0,148 𝑚 ⁄𝑠 = = 0,885 𝑄 " 0,175 𝑚3⁄𝑠 𝜇𝑟 = 1,015 → 𝜇𝑟 = 3,453 × 1,015 = 3,505 𝑚⁄𝑠 𝑉

19

3

] = 0,175 𝑚 ⁄𝑠

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𝑑 = 0,820 → 𝑑 = 0,820 × 0,254 = 0,20828 𝐷 𝜏𝑟 𝑘 = 1,214 → 𝜏𝑟 = 1,214 × 2,4212 = 2,932 𝑎⁄𝑚2 𝜏 

Calculo de caudal de exceso 𝑄𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑜 = 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜



𝑚3 = 0,175 − 0,148 = 0,027 𝑠

Cotas de diseño

 𝑐𝑜𝑡𝑎𝑠 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑐𝑎𝑡𝑜𝑛𝑎 = 5,669  𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑎 𝑙𝑎 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑜𝑐𝑎𝑡𝑜𝑛𝑎 = 5,660 + 0,254 = 5,923  𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑙𝑒𝑔𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 3𝑚  𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑙𝑒𝑔𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 3 + 0,254 = 3,254  𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑙𝑒𝑔𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑇 = 3 + 0,20828 = 3,2028𝑚 

Calculo de tubería de aducción-captación- tratamiento

5. Desarenados 

Parámetros de diseño 3

 𝑄 = 0,148 𝑚 ⁄𝑠 3

 𝑄𝑙𝑙 = 0,175 𝑚 ⁄𝑠  𝑉𝑙𝑙 = 3,505 𝑚⁄𝑠  𝑉 = 3,453 𝑚⁄𝑠  𝐷 = 0,254 ≅ 10"  𝑑 = 0,20828 𝑘

 𝜏 = 2,4212 𝑚𝑎2 𝑘

 𝜏𝑟 = 2,932 𝑚𝑎2



Parámetro de diseño del desarenador

 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 = 22℃

20

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎 = 0,00960  𝐺𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜𝑠: 𝑛 = 1  𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = 3: 1  𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜𝑟 = 3,2028𝑚 

Velocidad de sedimentación de las partículas 𝑉𝑠 =

𝑔 (𝜌𝑠 − 𝜌) 2 9,81 (2,65 − 1) (0,005)2 = 0,2342 𝑐𝑚⁄𝑠 𝑑 = 18 𝜇 18 0,00960

De acuerdo a la tabla de Hazen William tengo que 𝑛 = 1 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑐𝑖ó𝑛 = 75 𝜃 =3 𝑡 Supongo profundidad útil de sedimentación 𝐻 = 1,5𝑚 el tiempo que tarda una particula de 𝑑 = 0,05𝑚𝑚 en llegar al fondo es 𝑡= 

𝐻 150 = = 641𝑠 𝑉𝑠 0,2342

Periodo de retención hidráulico 𝜃 = 3𝑡 = 3 × 641 = 1923𝑠 = 0,53ℎ 0,5 ≤ 𝜃 ≤ 4ℎ



Volumen del tanque 𝑉 = 𝜃 × 𝑄 = 1923 × 0,148 = 284,604𝑚3



Área superficial del tanque 𝐴𝑠 =

𝑉 284,604𝑚3 = = 189,736𝑚2 𝐻 1,5𝑚

Entonces dimensiono el tanque 𝐿: 𝐵

→ 3: 1

𝐴𝑠 𝐵 = √ = 7,95𝑚 ≅ 8𝑚 3 𝐿 = 3 × 8 = 24𝑚 Hallo la carga hidráulica para el tanque

21

Diseño sistema de acueducto

𝑞=

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

𝑄 0,148 𝑚3 ⁄𝑠 3 = = 0,00052 𝑚 ⁄𝑚2 𝑠 𝐴𝑠 284,604

Como un día tiene 86400s entonces 3

𝑞 = 0,00052 × 86400 = 44,928 𝑚 ⁄𝑚2 𝑑í𝑎 

La carga hidráulica (q)= velocidad de sedimentación de la partícula crítica en condiciones teórica (v0). 𝑉0 = 𝑞 = 0,00052 𝑚⁄𝑠 = 0,052 𝑐𝑚⁄𝑠 𝜇 𝑑0 = [𝑉0 × 18 × (𝜌𝑠 − 𝜌)] 𝑔 0,00960 𝑑0 = [0,052 × 18 × ] 9,81(2,65 − 1)



1⁄ 2

1⁄ 2

= 0,00236𝑐𝑚 = 0,0236𝑚𝑚

Relación de tiempo- relación de velocidades 𝜃 𝑉𝑠 0,2342 = → = 4,50 𝑡 𝑉0 0,052



Velocidad horizontal 𝑉ℎ 𝑉ℎ =

𝑄 𝐿 = 𝑉0 × 𝑊 =𝐵×𝐻 𝑊 𝐻 𝑄 0,148 = = 0,0123 × 100 = 1,23 𝑐𝑚⁄𝑠 𝑊 8 × 1,5 𝑉0 × 𝐿 0,052 × 24 = = 0,832 𝐻 1,5 𝑉ℎ =



1,23 + 0,832 = 1,031 𝑐𝑚⁄𝑠 2

Velocidad horizontal máxima 𝑉ℎ𝑚𝑎𝑥 = 20𝑉𝑠 𝑉ℎ𝑚𝑎𝑥 = 20 × 0,2342 = 4,68 𝑐𝑚⁄𝑠



velocidad de resuspensión máxima: 8𝐾 𝑉𝑟 = [ × 𝑔(𝜌𝑠 − 𝜌)𝑑] 𝑓

K:coeficiente de cimentación arena (0,04)

22

1⁄ 2

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

F: coeficiente de cimentación por acción de la gravedad (0,03) 8 × 0,04 𝑉𝑟 = [ × 9,81(2,65 − 1)0,005] 0,03 

1⁄ 2

= 9,3 𝑐𝑚⁄𝑠

Calculo los elementos del desarenador.

 Vertedero de salida 𝑄 𝐻𝑣 = [ ] 1,84𝐵 𝑉𝑣 =

2⁄ 3

0,148 =[ ] 1,84 × 8

2⁄ 3

= 0,046𝑚

𝑄 0,148 = = 0,402 𝑚⁄𝑠 𝐵 × 𝐻𝑣 8 × 0,046

𝑋𝑠 = 0,36(𝑉𝑠 )2⁄3 + 0,6(𝐻𝑣 )4⁄7 = 0,36(0,402)2⁄3 + 0,6(0,046)4⁄7 = 0,299𝑚  Pantalla de salida 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝐻 1,5 = = 0,75𝑚 𝐿 2

𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 15𝐻𝑉 = 15 × 0,046 = 0,69𝑚 𝑝𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝐻 1,5 = = 0,75𝑚 2 2

𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 = 0,4 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑑𝑎 𝑎 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑞𝑢𝑖𝑒𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

23

𝐿 24 = =8 3 3

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑎𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 =

2𝐿 2 × 24 = = 16𝑚 3 3

𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 = 5% 𝐿 0,4 = = 0,05 = 5% 3 8 2𝐿 0,4 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝑒𝑛 = = 0,025 = 25% 3 16 𝐻 1,5 𝑐𝑎𝑚𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑞𝑢𝑖𝑒𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = = = 0,5𝑚 3 3 𝐵 8 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = = 2,66𝑚 3 3 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑒𝑛

𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑎𝑑𝑜𝑝𝑡𝑎𝑑𝑜 = 3𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 

Rebose de la cámara de aquietamiento 𝑄𝑒𝑥𝑐 = 𝑄 − 𝑄𝑟 = 0,175 − 0,148 = 0,027 𝑚3 ⁄𝑠 𝐻𝑒 = (

𝑄𝑒𝑥𝑐 2⁄3 0,027 2⁄3 ) =( ) = 0,0289𝑚 1,84𝐿𝑒 1,84 × 3

3 𝑄𝑒𝑥𝑐 0,027 𝑚 ⁄𝑠 𝑉𝑒 = = = 0,314 𝑚⁄𝑠 𝐻𝑒 𝐿𝑒 0,0289𝑚 × 3𝑚

𝑋𝑠 = 0,36(0,324)2⁄3 + 0,6(0,0289)4⁄7 = 0,245𝑚 𝐿𝑣 = 0,35𝑚 𝐵 − 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 8 − 3 = = 2,5𝑚 2 2



Calculo el diámetro de la tubería de exceso y lavado

 Tubería de exceso: Dmínimo=6”  Tubería de lavado 

Cota de entrega del desagüe de lavado

 Supuesto 2,0m

24

Diseño sistema de acueducto

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 Cota lamina de agua sobre la tubería=3,2028- 0,046=3,1568  Supongo 6” en el diámetro=0,1524m  Longitud de conducción 60m  Altura disponible 3,1568-2=1.1568m 𝐽= 

𝐻 1,1568 = = 0,01928 = 1,928% 𝐿 60

Calculo de los diámetros de la tubería de exceso

Perdida en la conducción y lavado (en longitud equivalente)  Entrega normal=2,5m  Válvula compuerta=1,1m  Codo radio corto=4,90  Tee cambio de dirección =1000m  Tubería=60m  Total=78,5 𝐽 = 0,0148 → 1,48% 𝑄𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0,2785 × 𝐷2,63 × 𝐶 × 𝐽0,54 = 0,2785 × 0,15242,63 × 130 × 0,01480,54 𝑄𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0,02642 𝑚3 ⁄𝑠 𝑄 = 𝑉𝐴 → 𝑉 =

𝑄 0,02642 =𝜋 = 1,45 𝑚⁄𝑠 𝐴 (0,1524)2 4

 tiempo de vaciado 𝑄 = 𝐶𝑑 𝐴0 √2𝑔𝐻 → 𝐶𝑑 =

𝑄

0,02642

=

𝜋 × (0,1524)2 × √2 × 9,81 × 1,1568 4 𝑑𝑣 𝑄= = 𝐶𝑑 𝐴0 √2𝑔𝐻 𝑑𝑡

𝐴0 √2𝑔𝐻

𝐴𝑠 𝑑𝑛 = 𝐶𝑑 𝐴0 √2𝑔𝐻 1⁄2 𝑑𝑡 𝑑𝑡 = 𝑡=

𝐴𝑠 𝐶𝑑 𝐴0 √2𝑔 2𝐴𝑠 𝐶𝑑 𝐴0 √2𝑔

25

𝐻 −1⁄2

𝐻 −1⁄2

= 0,3040

Diseño sistema de acueducto

𝑡= 

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

2 × 189,36 1,1568−1⁄2 = 16576,71𝑠 = 9994,60𝑚𝑖𝑛 𝜋 2 0,3040 × 4 (0,1524) √2 × 9,81

Calculo de cotas

 Cota batea de la tubería de entrada=3m  Cota lamina agua a la entrada=3,2028m  Cota lamina agua en la cámara de aquietamiento=3,2028-0,0289=3,1739m  Cota lamina agua en el sedimentador=3,1739-0,046=3,1279m  Cota del fondo de la cámara de aquietamiento=3,1739-H/3=2,6739  Cota corona de los musos sedimentador= 3,2028+0,3=3,5028  Cota inferior de las pantallas de entrada y salida=3,1739-0,75=2,4239m  Cota fondo profundidad útil sedimentador= 3,1739-1,5=1,6739  Cota batea de la tubería de lavado a salida= 1,6739-0,4= 1,2739m  Cota clave de la tubería de lavado a salida= 1,2739-0,1524=1,4263m  Cota cresta vertedero de salida=3,1739-0,046=3,1279m  Cota lamina agua cámara de recolección= 3,1279-0,15= 2,9779m  Cota fondo cámara de recolección=2,9774-1,5/3=2,4779m  Cota entrega desagüe de la tubería de lavado=0,5m

26

Diseño sistema de acueducto

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DISEÑO DEL DESARENADOR CORTE LONGITUDINAL

DISEÑO DESARENADOR (PLANTA)

27

Diseño sistema de acueducto

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DISEÑO DE TANQUE SUPERFICIAL 3

Q = 0,148 𝑚 ⁄𝑠 Para el diseño del tanque superficial divido el caudal en 3 partes Para el diseño del tanque superficial utilizo los porcentajes de consumo horario del tanque. Obtengo la siguiente tabla en la cual arroja la curva de consumo integral CONSUMO HORA HORARIO

ƩC2

S(%)

ƩS%

Δ(S-C)

ƩΔ

V(%)

% 0-1

0.5

0.5

4.166667

4.1667

3.66667

3.66667

16.8333

1_2

0.5

1

4.166667

8.3333

3.66667

7.33333

20.5

2_3

1

2

4.166667

12.5

3.16667

10.5

23.6667

3_4

1

3

4.166667

16.667

3.16667

13.6667

26.8333

4_5

5.5

8.5

4.166667

20.833

-1.3333

12.3333

25.5

5_6

8

16.5

4.166667

25

-3.8333

8.5

21.6667

6_7

9

25.5

4.166667

29.167

-4.8333

3.66667

16.8333

7_8

9.5

35

4.166667

33.333

-5.3333

-1.6667

11.5

8_9

8.5

43.5

4.166667

37.5

-4.3333

-6

7.16667

9_10

5

48.5

4.166667

41.667

-0.8333

-6.8333

6.33333

10_11

3

51.5

4.166667

45.833

1.16667

-5.6667

7.5

11_12

4

55.5

4.166667

50

0.16667

-5.5

7.66667

12_13

9

64.5

4.166667

54.167

-4.8333

-10.333

2.83333

13_14

7

71.5

4.166667

58.333

-2.8333

-13.167

0

14_15

2

73.5

4.166667

62.5

2.16667

-11

2.16667

15-16

1

74.5

4.166667

66.667

3.16667

-7.8333

5.33333

16_17

2

76.5

4.166667

70.833

2.16667

-5.6667

7.5

17_18

4

80.5

4.166667

75

0.16667

-5.5

7.66667

18_19

6

86.5

4.166667

79.167

-1.8333

-7.3333

5.83333

19-20

7.5

94

4.166667

83.333

-3.3333

-10.667

2.5

28

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

20-21

3.5

97.5

4.166667

87.5

0.66667

-10

3.16667

21_22

1

98.5

4.166667

91.667

3.16667

-6.8333

6.33333

22_23

1

99.5

4.166667

95.833

3.16667

-3.6667

9.5

23_24

0.5

100

4.166667

100

3.66667

1.2E-14

13.1667

La curva integral de consumo arrojada por los cálculos es la siguiente

CURVA INTEGRAL DE CONSUMO 350

300

250

%QMD

200

150

100

50

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 HORA

29

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

CALCULO DE VOLUMEN DEL TANQUE SUPERFICIAL Escogemos el porcentaje mayor el cual es de 13.66% para calcular el volumen del tanque. Volumen del tanque Volumen para regulación de demanda (m3) = 3196.80 m3 Tanque superficial % consumo máximo diario = 13.66% Volumen del tanque = 524.019456

m3

Volumen para incendio (qi) (2 hidrantes* 2horas*5 l/s) qi =72 m3

Volumen de emergencia Tanque ve (25 % de los volúmenes) Ve = 149.004864

m3

Volumen del tanque Volumen total tanque superficial = 745.02432 m3

DIMENSIONES DEL TANQUE SUPERFICIAL

H=

𝑉 3

+𝐾

Tomamos el volumen de el tanque que es de 745.02432 m3

La constante de capacidad es de k=0.7 constante de capacidad de almacenamiento de acuerdo con la tabla12.1 Profundidad H = 11.4 m Calculo cada lado del tanque superficial con la siguiente ecuación 𝑉 =𝐿∗𝐿∗𝐻 Despejo L y me queda 𝐿 = √

𝑉 𝐻

L=8m

30

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba DISEÑO DEL TANQUE ELEVADO

Un sistema de distribución de agua transporta agua desde las instalaciones de tratamiento hasta el usuario. El sistema de distribución debe abastecer de agua sin deteriorar su calidad, en adecuadas cantidades y con suficiente presión para cumplir con los requerimientos del sistema. Las instalaciones que componen el sistema de distribución incluyen almacenaje del agua final; plantas de bombeo, y tuberías principales de transmisión y distribución; y válvulas.

Instalaciones de Almacenamiento tales como represas, torres y tanques proporcionan almacenamiento para el agua tratada antes de ser distribuida. El sistema de distribución de agua debe tener almacenamiento de modo que sea capaz de servir propósitos domésticos básicos, usos comerciales e industriales y acomodar el flujo necesario para emergencias tales como medida contra incendios.

31

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

CALCULO DE VOLUMEN DEL TANQUE ELEVADO Con los mismos datos de porcentaje de consumo realizo los cálculos pero esta vez ya no será por gravedad si no por bombeo CONSUMO HORA

HORARIO

ƩC2

S%

ƩS

Δ(S-C)

ƩΔ(S-C)

V(%)

% 0-1

0.5

0.5

0

0

-0.5

-0.5

8.571429

1_2

0.5

1

0

0

-0.5

-1

8.071429

2_3

1

2

0

0

-1

-2

7.071429

3_4

1

3

0

0

-1

-3

6.071429

4_5

5.5

8.5

0

0

-5.5

-8.5

0.571429

5_6

8

16.5

14.29

14.286 6.285714 -2.21429 6.857143

6_7

9

25.5

14.29

28.571 5.285714 3.071429 12.14286

7_8

9.5

35

14.29

42.857 4.785714 7.857143 16.92857

8_9

8.5

43.5

14.29

57.143 5.785714 13.64286 22.71429

9_10

5

48.5

0

57.143

-5

8.642857 17.71429

10_11

3

51.5

0

57.143

-3

5.642857 14.71429

11_12

4

55.5

0

57.143

-4

1.642857 10.71429

12_13

9

64.5

14.29

13_14

7

71.5

14_15

2

15-16

71.429 5.285714 6.928571

16

0

71.429

-7

-0.07143

9

73.5

0

71.429

-2

-2.07143

7

1

74.5

0

71.429

-1

-3.07143

6

16_17

2

76.5

0

71.429

-2

-5.07143

4

17_18

4

80.5

0

71.429

-4

-9.07143

0

18_19

6

86.5

14.29

19-20

7.5

94

14.29

100

6.785714

6

15.07143

20-21

3.5

97.5

0

100

-3.5

2.5

11.57143

21_22

1

98.5

0

100

-1

1.5

10.57143

22_23

1

99.5

0

100

-1

0.5

9.571429

23_24

0.5

100

0

100

-0.5

85.714 8.285714 -0.78571 8.285714

32

5.33E-15 9.071429

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

Encontramos la curva integral de consumo

curva integral de consumo 350

300

250

200

150

100

50

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

De acuerdo a lo anterior el porcentaje es de 13.64%

CALCULO DE VOLUMEN DEL TANQUE ELEVADO Volumen del tanque Volumen para regulación de demanda (m3) = 3196.80 m3 Tanque elevado % consumo máximo diario = 13.64% Volumen del tanque = 523.25222 m3 Volumen para incendio (qi) (2 hidrantes* 2horas*5 l/s)

33

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

qi =72 m3

Volumen de emergencia Tanque ve (25 % de los volúmenes) Ve = 148.813m3

Volumen del tanque Volumen total tanque elevado = 744.06528 m3

DIMENSIONES DEL TANQUE SUPERFICIAL

H=

𝑉 3

+𝐾

Tomo el volumen de el tanque que es de 744.06528 m3

La constante de capacidad es de k=0.7 constante de capacidad de almacenamiento de acuerdo con la tabla12.1

Profundidad H = 11.4 m Calculo cada lado del tanque superficial con la siguiente ecuación 𝑉 =𝐿∗𝐿∗𝐻 Despejo L y me queda 𝐿 = √

𝑉 𝐻

L = 8.078 m lo llevo por motivos constructivos a 8 m

34

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba

SISTEMA DE BOMBEO DEL TANQUE SUPERFICIAL AL TANQUE ELEVADO

Para poder conducir el fluido a toda la comunidad y cumplir con todos los requisitos mínimos exigidos por el RAS ubico un tanque elevado en la población, en el punto más alto de ellos.

q (m3/s)

v (m/s)

0.037

1.14094428 cotas

(m)

d (m )

cota de ubicación del tanque elevado (m)

12.3

0.2032

cota succión

2.979

calculo de altura dinámica de elevación altura estática de succión (m) =

0

altura estática de impulsión (m) =

36.321

altura estática total (m)=

36.321

perdidas en la succión (d 8") accesorios

longitud equivalente (m)

unión

68

reducción

0.914

codo radio largo (45°)

27.6

entrada

5

Long tubería

240

Long total equivalente

410.644

35

Diseño sistema de acueducto

Santa Cruz de Lorica- Córdoba perdida de carga total

utilizo la ecuación hazen williams q= 0.2785*c*d^2.63*j^0.54 j (m/m) =

0.005929

perdidas =

2.4347

altura de velocidad en la descarga utilizo la ecuación vd^2/2g unidad en metros =

0.066416013

altura dinámica total het+pim+psuc+vd =

38.82211562

calculo potencia de la bomba formula =

e=

80%

p=

23.62530063

Escogemos la bomba de acuerdo con los anteriores cálculos

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba DESINFECCIÓN

La desinfección se hará por el método de dilución directa en el tanque elevado

Calculamos el gasto de penclorito líquido de la siguiente manera

La dosificación de penclorito será de 1 %

dilución de concentración q (l/s ) 27.57

utilizo el 1% 275.7

g/l

datos q (l/s ) 27.57

dosificación del cloro 1.2

gasto penclorito=

gasto de penclorito

mg/l 2858.46 gcl2/d

10.368

l/d

37

275.7

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba LÍNEA MATRIZ

COTA NIVEL DE AGUA EN EL TANQUE ELEVADO COTA DEL TERRENO EN EL NUDO 1 DE LA RED COTA PIEZOMETRICA A LA ENTRADA DE LA RED LONGITUD DE LA CONDUCCIÓN

53.7

m

11.4

m

26.4

m

120

m

CALCULO LA PENDIENTE H

L

J

27.3

120

0.2275 CALCULO EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA

Q

C

0.037

140

J

D

D"

0.2275 0.09609293 3.78318641 HALLO J

Q

C

0.037

140

H= H=

D

J

0.1016 0.17342331

J * L 20.8107974

COTA PIEZOMETRICA EN EL NUDO PRESIÓN EN EL NUDO 1 =

32.89 m 21.5 m

38

D"

D(M)

4

0.1016

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

RED DE DISTRIBUCIÓN

El agua potable llega a los consumidores por medio de una serie de tuberías que forman la llamada red de distribución. La red de distribución es un conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desde el tanque de almacenamiento o planta de tratamiento hasta los puntos de consumo. En todo caso, la red de distribución debe permitir entregar al consumidor agua potable en cantidad suficiente, limpia, en forma constante y con una presión adecuada.

PRESIONES.

PRESIONES MÍNIMAS

De acuerdo a lo establecido en la tabla B.7.4 del RAS-2000, para un nivel de complejidad bajo se requiere de 10 mca (98.1 kPa) de presión mínima.

PRESIONES MÁXIMAS

La presión máxima en la red es de 60 mca (588.6 kPa) de acuerdo al literal B.7.4.5.2 del RAS-2000, pero esta no pude sobrepasar las presiones de trabajo de los materiales a utilizar.

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba MÉTODO DE CÁLCULO

La determinación de caudales de consumo para cada uno de los nudos de la red debe efectuarse por el método de las áreas o por el método de la repartición media. En el caso de redes simétricas y más o menos uniformes, también puede utilizarse el método de la longitud abastecida.

CALCULO DE CAUDALES POR NUDOS

La determinación de caudales de consumo para cada uno de los nudos de la red efectuó por el método de las áreas. En este método se determinan las áreas de influencia correspondientes a cada uno de los nudos de la red, para luego aplicar el caudal específico unitario (L/s/ha) determinado para cada tipo de área de abastecimiento y correspondiente al año final del periodo de diseño del proyecto, después se halla el caudal de consumo en cada nudo con la siguiente ecuación:

Qi  A i  Q e

Donde, Qi es el caudal de consumo en el nudo i en L/s, Ai es el área de influencia o área abastecida por el nudo i en ha y Qe es el caudal específico por unidad de superficie en L/s/ha.

TRAZADO DE LA RED Según RAS Para mi red matriz utilizaremos tuberías de 6” en las calles definidas y existentes. Para las redes secundarias será de 6” ya que muchas de las longitudes son mayores de 150 m.

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

PRESIONES

Las presiones para mi sistema debe ser como mínimo de 15 m RED MENOR Para la red menor tomaremos diámetros de2 1/2” ya que estamos en nivel de complejidad medio alto

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ACCESORIOS EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN

RED PRIMARIA 

Válvulas de corte de 4”

 Válvulas de purga  Válvula ventosa

RED SECUNDARIA  Válvulas tipo compuerta 

Válvulas de cierre o de corte

 Reguladoras de presión  Reguladoras de caudal  Válvulas de purga  Válvula de sectorización  Uniones de montaje  Hidrantes  Acometidas  medidores

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Santa Cruz de Lorica- Córdoba

RECOMENDACIONES DE TRAZADO Hasta donde sea posible, la aducción o conducción debe instalarse en terrenos de propiedad pública, evitando interferencias con instalaciones aeroportuarias, complejos industriales, vías de tráfico intenso, redes eléctricas, etc. En particular, deben cumplirse los siguientes requisitos: 1. El trazado se hará en lo posible paralelo a vías públicas. Si esto no es posible, o se considera inconveniente desde el punto de vista económico y deben atravesarse predios privados, será necesario establecer las correspondientes servidumbres. 2. Deben estudiarse alternativas que no sigan las vías públicas cuando se considere que existen ventajas importantes por el hecho de que el trazado no cruce hondonadas o puntos altos muy pronunciados, o porque se puedan rodear quebradas y cauces profundos o para evitar cruces directos con obras de infraestructuras importantes. 3. Deben estudiarse alternativas al trazado con el fin de acortar su longitud o comparar con trazados en túnel, o bien para no cruzar terrenos que tengan niveles freáticos muy superficiales. 4. Cuando existan razones topográficas que impidan utilizar el recorrido estudiado para la línea de aducción o conducción, o no existan caminos desde la bocatoma hasta la planta de tratamiento, debe considerarse el trazado de una vía de acceso, teniendo en cuenta que éste debe encontrarse habilitada para el paso de vehículos durante todo el año. 5. Para la selección del trazado definitivo de la aducción deben considerarse, además del análisis económico y la vida útil del proyecto, los siguientes factores: a) Que en lo posible la conducción sea cerrada y a presión. b) Que el trazado de la línea sea lo más directo posible entre la fuente y la planta de tratamiento o entre la fuente y la red de distribución.

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c) Que el trazado evite aquellos tramos que se consideren extremadamente difíciles o inaccesibles. El trazado definitivo debe garantizar que la línea piezométrica sea positiva y que en ninguna zona se cruce con la tubería con el fin de evitar presiones manométricas negativas que representen un peligro de colapso de la tubería por aplastamiento o zonas con posibilidades altas de cavitación.

BIBLIOGRAFIA 

DIRECCION DE AGUA POTABLE Y SANAMIENTO BÁSICO. Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento RAS2000. Santafé de Bogotá D.C. Ministerio de desarrollo Económico, 2000.



Normas



MUNICIPIO DE LORICA, Plan de ordenamiento territorial P.O.T.

y

especificaciones

Gobernación de lorica (córdoba)

44

generales

de

construcción.