diseño de captacion

DISEÑO DE CAPTACIÓN DATOS PARA EL DISEÑO 1.

POBLA POBLACIO CION N FUTUR FUTURA A Pf =

2.

593 593

habi habittant antes

CAPT CAPTAC ACIO ION N Se realizará captación de manantial de ladera Q aforo man 1 = 0.25 lt/seg. ( Aforo efectuado el 20 de Junio 2010) Q aforo man 2 = 0.19 lt/seg. ( Aforo efectuado el 20 de Junio 2010)

Fuente Man. 1 Man. 2

3.

Q(lt/s) 0.19 lt/seg. 0.25 lt/seg.

DOTA DOTACI CION ON Para zonas rurales, clima frio se tiene:

D=

100 l/h/d h/d

Coeficiente de variacion diaria: k1= 1.3 (recome (recomenda ndado) do) Coeficiente de variacion horaria: k2= 2 (r (rec ecom omen enda dado do))

4.

DEMA DEMAND NDAS AS Como la poblacion < 10 000 habitantes, no requiere demanda contra incendios

5.

CAUD CAUDALE ALESS DE DISE DISE O 5.1.-Caudal Promedio (Qp)

Qp=

Pf  .D 86400 Qp = 0.686 lt/seg.

5.2.-Caudal Máximo Diario (Qmd)

Qmd=K1.Q p Qmd = 0.892 lt/seg. Verificamos Verificamos si:

Qmdd  Qafo Qm Qaforo ro

0.892 lt/seg.

0.19 lt/seg.

No Cumple

5.3.-Caudal Máximo Horario (Qmh)

Qmh=K2 .Q p Qmh =

1.373 lt/seg.

Verificamos si se requerirá de un Reservorio: 1.373 lt/seg.

Qmh  Qaforo !se requiere de Reservorio!

0.44 lt/seg.

DISEÑO DE LA PROTECCIÓN DEL AFLORAMIENTO 1. Determinación el tipo de capatación :

Captación de Manantial de Ladera

2. Diseño Hidraulico y Dimensionamiento

Q aforo = 0.19 lt/seg. Velocidad de Pase del orificio de salida:

V1=

V2

Donde: V1: velocidad teorica ho : carga necesaria sobre el orificio de entrada permite producir la velocidad de pase

Cd

V1 = 0.75 m/seg.

si:

V2 = 0.6 m/s (velocidad de pase) = . oe c en e e escarga g= 9.81 m/s2

Luego: ho=1.56*

V2

2

ho =

0.03 m.

2.g

 Ademas: H = H f  + ho Donde : H: Altura de afloramiento y el orificio de entrada H : Perdida de carga 0.4m


H=

0.5m (Recomendado)

0.40 m.

H f  = H - ho

Hf  = 0.38 m. Entonces :

L= L=

Hf  0.30 1.30 m.

3. Ancho de la pantalla cu o e

metro e a u er a e ntra a

Donde:

Q max=

0 

0.25 lt/seg.

(caudal maximo de la fuente)

que

A=

Cd = 0.8 (coeficiente de descarga) ( velocidad de pase) V2 = 0.60 m/s H= 0.40 m.

Qmáx Cd.V 2

A=

5.208 cm2

Area de la Tubería

Luego el diametro de la tuberia del orificio sera:

4.A

DO =

D=

 

2.58 cm

1.0 pulg.

=

1.01 pulg.

(diámetro asumido)

Cálculo del número de orificios:

NA =

Area del diametro calculado Area del diametro asumido

2

 D1  NA =  D2  1 NA =

1

Donde : NA = numero de orificios D1 = 1.01 pulg. D2 = 1.00 pulg.

2

orificios

b = 9.D+4.NA.D b=

0.43 m.

b=

0.50 m.

(dimensión elegida)

DISE O DE LA CAMARA HUMEDA PARA REGULAR EL GASTO A UTILIZAR 1. Diseño de la Cámara Húmeda DS =

Ds =

Donde:

0.71 Q0.38 0.21

S

Q= 0.89 lt/seg. (caudal máximo diario) S = 3.0% (pendiente recomendada) Ds = diametro de la tuberia de salida

1 pulg.

H=1.56*

V 2

V= g=

2g

H=

3.00 cm.

H=

30 cm.

0.60 m/s 9.81 m/s2

(velocidad de pase)

(altura Mínima recomendado)

Donde:

Ht = A+B+H+D+E H=

1.00 m.

Ht = altura total de la cámara húmeda  A = 10 cm. Altura minima que permite la sedimentación de la arena B = 3.61 cm. Diametro de la tuberia de salida H = 30 cm. Altura de agua sobre la canastilla D = 5.0 cm. Desnivel minimo recomendado E = 30 cm. Borde libre minimo

2. Dimensionamiento de la canastilla Ac =

 .Dc

Donde :

2

4

Dc = 3.606 cm =

Ac = Donde :

= .

11.00 cm2 At = area total de ranuras  Ac = area de la tuberia de conducción

At = Diámetro de la canastilla: D C c=



1 pulg.

22 cm2

2 DS 

Longitud de la canastilla:

2 pulg.

L=

3D C   L  6 DC 

22 cm.

3. Numero de ranuras de la Canastilla de Salida

Area total de ranuras

o

N ranuras =

+1=

Area de ranura Donde: At =  Ar =

22.00 0.350

N° ranuras =

64

At

+1

Ar

cm2 cm2

orificios

4. Tubería de rebose y limpia. Donde: D=

D=

0.71 Q

0.38

0.21

S

Q = 0.25 lt/seg. (caudal maximo de la fuente) S = 1.5% (pendiente recomendada) D = diametro de la tuberia de salida de rebose

2 pulg.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CÁMARA DE CAPTACIÓN Para el diseño se ha considerado el muro sometido al empuje del suelo, cuando la caja esta vacia.Cuando se encuentra llena el empuje hidrostático tiene un componente en el empuje del suelo favoresiendo de esta manera la estabilidad de la estructura, por lo que no es nesesario de realizar el analisis en este estado:

Con la finalidad de garantizar la estabilidad del muro, se verificará que la carga unitaria sea igual o menor a la capacidad de carga del terreno; y para garantizar la estabilidad de la estructura al deslizamiento y al volteo se verificará con un F.S.=1.6:

Datos: H = 1.00 m.

Altura de la cámara húmeda

HS = 0.40 m. b= 0.50 m. em = 0.15 m.

Altura del suelo Ancho de pantalla espesor de muro

eb = 0.20 m.

espesor de la base

gS= 1920 kg/m3 peso específico del suelo

f= 30 º m= 0.42

angulo de rozamiento interno del suelo

coeficiente de fricción gC= 2400 kg/m3 peso específico del concreto st= 1.0 kg/cm2 capacidad de carga del suelo

1.

Empuje del suelo sobre el muro ( P ): C ah



1  sin  

coeficiente de empuje

1  sin  

Cah = 0.333 P=

C ah . S .  H S



e

 b

2

=

2

.

g

Momento de vuelco ( Mo ):

M O = P.Y 

Donde: Y 



 H S

 eb

3 Y= 0.20 m.

MO = 23.04 kg-m 2.

Momento de estabilización ( Mr ) y el peso W:

M r =W . X 

W1

Donde: W= peso de la estructura X= distancia al centro de gravedad

b     em  0.05  .eb . C  2 

W1 = 216.00 kg  X 1

b   2  em  0.05    2    

X1 = 0.23 m.  M r 1

Mr1 = 48.60 kg-m

 M r 1  M r 2  M r 3 Mr  =

 em .H t . C 

W2 = 360.00 kg  X 2

b e    m  2 2 

X2 = 0.33 m.

 W1 .X 1

 M r

W2

181.92 kg-m

 M r 2

 W1 . X 1

Mr2 = 117.00 kg-m  

W3

 0.05.H S . S  W3 = 38.40 kg

 X 3

0.05  b    em   2  2

X3 = 0.43 m.  M r 3

 W1 . X 1

Mr3 = 16.32 kg-m

Para verificar si el momento resultante pasa por el tercio central se aplica la siguiente fórmula:



a

 M O

 M r

Mr  = 181.92 kg-m W= 614.40 kg

W 

MO = 23.04 kg-m

a= 0.26 m. 3.

Chequeo por volteo: C dv



 M r 

donde deberá ser mayor de

 M O

Cdv = 7.8958 4.

Cumple !

Chequeo por deslizamiento: F

  .W 

C dd 

F=

F 



258.048



1.6

P

Cdd = 2.24 5.

1.6

Cumple !

Chequeo para la max. carga unitaria:  L



P1

P1

b

2

 em  0.05

  4L  6a 

W 

0.20 kg/cm2

P

1=

2

 L

  6a  2L 

Verificación:

L= 0.45 m.

.

g cm

el mayor valor que resulte de P1 y P1 debe ser menor o igual  a la capacidad de carga del terreno

W 

P1 =

2

 L

0.20 kg/cm2

  t  1.0 kg/cm2

Cumple !