Captación de Un Manantial de Ladera y Concentrado

CAPTACIÓN CAPTACIÓN DE UN MANANTIAL DE LADERA Y CONCENTRADO

a) Diseño Diseño hidrául hidráulico ico y dimen dimension sionamie amiento nto Para el dimensionamiento de la captación es necesario conocer el caudal máximo de la fuente, de modo que el diámetro diámetro de los oricios de entrada a la cámara húmeda sea suciente para captar este caudal o gasto. onocido el gasto, se puede diseñar el área de oricio so!re la !ase de una "elocidad de entrada no muy alta y al coeciente de contracción de los oricios.



alculo de la distancia entre el a#oramiento y la cámara húmeda.

$s necesario conocer la "elocidad de pase y la p%rdida de carga so!re el oricio de salida &gura '.'). (egún la ecuación de ernoulli ernoulli entre los puntos * y ', resulta+

onsiderando los "alores de

 P0 , V 0 , P1 y h1  igual a cero, se tiene+

Donde+ h*  -ltura entre el a#oramiento y el oricio de entrada &se recomienda "alores de *,* a *,/* m.) 0'  0elocidad teórica en m1s. g  -celeración de la gra"edad &2,3' m1s4 ). 5ediante la ecuación de continuidad considerando considerando los puntos ' y 4, se tiene+ Donde+

04  0elocidad 0elocidad de pase &se recomienda "alores menores o iguales a *,6 m1s). d  oeciente de descarga en el punto ' &se asume *,3). (e tiene que+

h* es denida como la carga necesaria so!re el oricio de entrada que

De la gura '.4 +

(e o!ser"a que +

:  :f ; h* Donde :f es la p%rdida de carga que ser"irá para determinar la distancia entre el a#oramiento y la ca ho



-ncho de la pantalla &!)

Para determinar el ancho de la pantalla es necesario conocer el diámetro y el número de oricios que permitirán #uir el agua desde la 7ona de a#oramiento hacia la cámara húmeda. Para el cálculo del diámetro de la tu!er8a de entrada &D), se utili7an las siguientes ecuaciones.  

9máx.  0 x - x d 9máx.  - d &4 g h ) '14

0  0elocidad de paso &se asume *,/* m1s, siendo menor que el "alor máximo recomendado de *,6* m1s). -  Area de la tu!er8a en m4 d  oeciente de descarga &*,6 a *,3). B  -celeración de la gra"edad &2,3' m1s4) h  arga so!re el centro del oricio &m). $l "alor de  A resulta+

!  4&6D) ; @- D ; ?D &@- > ') !  '4 D ; @-D ; ? @-D > ?D !  2D ;  @-D Dónde+ !  -ncho de la pantalla

D  Diámetro del oricio @-  @úmero de oricios

Altura de la cámara húmeda $n !ase a los elementos identicados de la gura '., la altura total de la cámara húmeda se calcula mediante la siguiente ecuación+ :t  - ;  ; : ; D ; $ Dónde+ -  (e considera una altura m8nima de '* cm. 9ue permite la sedimentación de la arena.   (e considera el diámetro de salida. :  -ltura de agua so!re la canastilla. D  Desni"el m8nimo entre el ni"el de ingreso del agua del a#oramiento y el ni"el de agua de la cámara húmeda &m8nimo / cm.). $  orde li!re &m8nimo ?* cm).

Figura 1.4 Altura total de la cámara húmeda

Para determinar la altura de la captación, es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captación pueda #uir por la tu!er8a de conducción. =a carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuación+

2

V   H =1.56 2g

Dónde+ :  arga requerida en m 0  0elocidad promedio en la salida de la tu!er8a de la l8nea de conducción en m1s B  -celeración de la gra"edad igual 2,3' m1s4 (e recomienda una altura m8nima de :  ?* cm

Dimensinamient de la canastilla Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de la canastilla de!e ser dos "eces el diámetro de la tu!er8a de salida a la l8nea de conducción &Dc)C que el área total de ranuras &-t) sea el do!le del área de la tu!er8a de la l8nea de conducciónC y que la longitud de la canastilla &=) sea mayor a ?Dc y menor de 6Dc. -t  4 -c Dónde+ 2

 A C =

π ∗ D C  4

onocidos los "alores del área total de ranuras y el área de cada ranura se determina el número de ranuras+  N ° ranuras=

area totalde ranuras +1 area deranuras

Tubería de rebose y limpia

$n la tu!er8a de re!ose y de limpia se recomienda pendientes de ' a ',/ y considerando el caudal máximo de aforo, se determina el diámetro mediante la ecuación de :a7en y Eilliams ¶ '*).  D =

0.71∗Q

S

0.38

0.21

Dónde+ D  Diámetro en pulgadas 9  Basto máximo de la fuente en lps

(  P%rdida de carga unitaria en m1m Donde+ D  Diámetro en pulgadas 9  Basto máximo de la fuente en lps (  P%rdida de carga unitaria en m1m b) Diseño estructural

Para el diseño estructural se considera el muro sometido al empu
. Empuje del suelo sobre el muro (P)

Momento de vuelco (Mo)

Momento de estabilización (Mr)

Para "ericar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la siguiente fórmula+ hequeo por "uelco, por carga máxima unitaria y por desli7amiento -

Por vuelco

-

Por máxima cara unitaria

$l mayor "alor que resulte de P' y P4 de!e ser menor o igual a la capacidad de carga del terreno. -

Por deslizamiento

Donde+ u  oeciente de fricción, suelo > estructura concreto Et  Peso total de la estructura. !"! Ca#taci$n de manantial de %nd & cncentrad a) Diseño !idráulico " dimensionamiento# . $álculo del anc!o de la pantalla

$l ancho de la pantalla se determina so!re la !ase de las caracter8sticas propias del a#oramiento, quedando denido con la condición que pueda captar la totalidad del agua que a#ore del su!suelo. . $álculo de la altura total (%t)

Para determinar la altura total de la cámara húmeda &:t) se considera los elementos identicados, los cuales se muestran en la gura '.F. :t  - ;  ;  ; : G -ltura natural que alcan7a el agua Donde+ -  -ltura del ltro &se recomienda de '* cm)   Diámetro de la tu!er8a de salida :  -ltura de agua so!re la canastilla $  orde li!re &se recomienda como m8nimo ?* cm)

Para determinar la altura de la captación, es necesario conocer la carga requerida para que el gasto de salida de la captación pueda #uir por la tu!er8a de conducción. =a carga requerida es determinada mediante la siguiente ecuación+

Donde+ :  arga requerida en m. 0  0elocidad promedio en la salida de la tu!er8a de la l8nea de conducción en m1s. (e de!e considerar la "elocidad m8nima recomendada para una l8nea de conducción. g  -celeración de la gra"edad igual 2,3' m1s4. (e recomienda una altura m8nima de :  / cm, so!re la canastilla

. Dimensionamiento de la canastilla

Para el dimensionamiento se considera que el diámetro de la canastilla de!e ser dos &4) "eces el diámetro de la tu!er8a de salida a la l8nea de conducción &Dc)C que el área total de ranuras &-t) sea el do!le del área de la tu!er8a de la l8nea de conducciónC y que la longitud de la canastilla &=) sea mayor a ? Dc y menor de 6Dc.

onocidos los "alores del área total de ranuras y el área de cada ranura se determina el número de ranuras+

. &uber'a de rebose " de limpia

$n la tu!er8a de re!ose y de limpia se recomienda pendientes de ' a ',/ y considerando el caudal máximo de aforo, se determina el diámetro mediante la ecuación de :a7en y Eilliams ¶ '*).