TRABAJO 4

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA E.A.P INGENIERÍA HIDRÁULICA

Tema:

LINEA DE ADUCCION- RED DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE

CURSO: TRATAMIENTO Y ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DOCENTE: MSc. Ing. LONGA ALVAREZ, JOSE H. ESTUDIANTE: 

SANCHEZ CORTEZ, ELMER

CICLO: VIII

Cajamarca, Marzo del 2016

INDICE I.

INTRODUCCIÓN: INTRODUCCIÓN: ............................................................ ............................................................................................................................ ................................................................ 2

II.

OBJETIVOS: ..................................................................... .................................................................................................................................... ............................................................... 2

III.

ALCANSES: .................................................................. ................................................................................................................................. ............................................................... 3

IV.

ANTECEDENTES: ........................................................ ........................................................................................................................ ................................................................ 3

V.

JUSTIFICACIÓN: JUSTIFICACIÓN: ............................................................. ............................................................................................................................. ................................................................ 3

VI.

REVISION DE LITERATURA O MARCO TEORICO:................................................................... ........................................................................ ..... 4

VII.

METODOLOGIA:..................................................................... METODOLOGIA:......................................................................................................................... .................................................... 7

VIII.

PROCEDIMIENTO / RESULTADOS ................................................................... ............................................................................................ ......................... 10

IX.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: RECOMENDACIONES: ................................................................... ................................................................................. .............. 23

X.

BIBLIOGRAFÍA: ............................................................... ............................................................................................................................. .............................................................. 24

XI.

TEMA DE INVESTIGACION ................................................................ ....................................................................................................... ....................................... 25

XII.

ANEXOS ...................................................................... ................................................................................................................................... ............................................................. 26

pág. 1

I.

INTRODUCCIÓN:

El agua es un elemento esencial para la vida, por lo que las antiguas civilizaciones se ubicaron a lo largo de los ríos. Más tarde, los avances técnicos le permitieron al hombre transportar y almacenar el agua, así como extraerla del subsuelo, por lo cual los asentamientos humanos se han esparcido lejos de ríos y de otras fuentes superficiales de agua. Actualmente, su uso en las poblaciones es diverso, como lo es para consumo humano, en el aseo personal, y en actividades como la limpieza doméstica y en la cocción de los alimentos. Además se usa para fines comerciales, públicos e industriales; también en la irrigación, la generación de energía eléctrica, la navegación y en recreación. De la misma forma que ha evolucionado el uso del agua, lo ha hecho el término "abastecimiento de agua" que en nuestros días conlleva el proveer a las localidades urbanas y rurales de un volumen suficiente de agua, con una calidad requerida y a una presión adecuada. Un sistema moderno de abastecimiento de agua se compone de instalacion es para la captación, almacenamiento, conducción, bombeo, tratamiento y distribución. Las obras de captación y almacenamiento permiten reunir las aguas aprovechables de ríos, manantiales y agua subterránea. Incluyen actividades como el desarrollo y cuidado de la cuenca de aportación, pozos y manantiales, así como la construcción de presas y de galerías filtrantes. La conducción engloba a los canales y acueductos, así como instalaciones complementarias de bombeo para transportar el agua desde la fuente hasta el centro de distribución. El tratamiento es la seri e de procesos que le dan al agua la calidad requerida y finalmente, la distribución es dotar de agua al usuario para su consumo.

II.

OBJETIVOS:

GENERAL:  Diseñar el Sistema de Distribución de Agua de la Ciudad planteada en la primera

parte del Trabajo Escalonado.

ESPECIFICOS:  Diseñar la Línea de Aducción, estableciendo para ello los diferentes diámetros de

tubería.  Diseñar la red de Distribución mediante el método de Hardy Cross.  Encontrar las presiones en cada nudo o puntos de distribución de la ciudad

pág. 2

III.

ALCANSES:  Para este informe contaremos con el plano de la cuidad ficticia presentado en

el primer trabajo escalonado.  Además se tiene los caudales calculados en el primer trabajo escalonado

como se muestra:  Caudal máximo horario:

Qmáx h = 45.17 l/seg.

 Caudal máximo diario:

Qmaxd.= 32.62 l/seg.

 Población:

IV.

 Dotación Doméstica =

80.8 l/seg.

 Dactual =

250 Hab/Ha

 Dfutura =

260 Hab/Ha

 Expansión futura:

23.10 Ha

ANTECEDENTES:

La ciudad ficticia creada no cuenta con ningún servicio de abasteci miento de agua, por lo que tendremos que diseñarlo siguiendo un procedimiento escalonado. Al elaborar la ciudad ficticia y su respectiva ex pansión urbana, tendremos el problema del análisis poblacional con fines de dotación de agua, para que sus habitantes tengan el agua necesaria y en buenas condiciones para su consumo, teniendo en cuenta de que el agua en nuestro país es un bien escaso y por lo tanto darle el adecuado aprovechamiento de manera racional.

V.

JUSTIFICACIÓN:

Justifico este trabajo escalonado con la condición de que es necesario aprender a realizar el cálculo de caudales de diseño para nuestra ciudad ficticia, ya que son básicos para diseñar el sistema de distribución de agua en una ciudad, plantas de tratamiento, línea de aducción, etc. Sabiendo también que el agua es elemento vital para las personas, por tal motivo es importante aprender a abastecer de agua a las ciudades mediante trabajos de ingeniería, evitando así epidemias, mejorando la calidad de vida de las personas pág. 3

VI.

REVISION DE LITERATURA O MARCO TEORICO:

SISTEMA DE DISTRIBUCION Este sistema es el que da en forma directa el agua a los usuarios, en otra palabras abastece al consumo de la población beneficiada, para tal efecto debe cumplir con ciertas condiciones técnico-funcionales y sanitarios, de diseño. Uno de los inconvenientes se presenta, debido a que muchas áreas no son abastecidas eficientemente en las horas de máximo consumo, asimismo por no tener las presiones requeridas de uso.

1. COMPONENTES. El sistema de distribución está compuesto de dos partes: La línea de aducción y la red de distribución, ambas son secuénciales y tienen consideraciones de diseño similares.

1.1 LÍNEA DE ADUCCIÓN. Esta se inicia en el reservorio y se dirige hacia la cuidad, donde se suministrará el agua. Por lo general las tuberías de aducción son cortas, y por lo tanto las pérdidas de car ga locales deben ser calculadas, si fueran necesarias. Dicha línea debe cumplir con las siguientes consideraciones:  No permite conexión domiciliaria alguna.  Condiciones de diseño similares a la línea de conducción por gravedad.  Caudal de diseño, el Q max horario o Qmax diario +Qci, se selecciona el mayor.  La presión en el punto final de la aducción debe de ser como mínimo 15 m.c.a,

teniendo como posibilidad excepcional a 10 m.c.a.  Debe calcularse la sobre presión por efecto del fenómeno del golpe de ariete.

1.1.1 Golpe De Ariete 1. Caudal: Q diseño = Qm *K 2 o Qm* K 3 (Depende de la densidad poblacional de la localidad a abastecer)

2. Velocidad: Se debe tener en cuenta el rango de velocidades: 0.6 – 2.0 m/seg (para evitar mayor sobre presión por el golpe de ariete)

pág. 4

3. Diámetro: Los diámetros máximos y mínimos, se determinan en función del rango de velocidades y la ecuación de Continuidad.

4. Pérdidas de Carga: Por lo general, por fricción debe calcularse por la ecuación general (DARCY), si es tubería corta, sino aplique Hazen- Williams.

5. Calculo de la sobre presión Celeridad (a) = 9900 / [48.3 + K (D/e)]

1/2

; K = 106 (kg/cm2) / Ematerial.

Tiempo de la sobre presión (T) = 2L/a. t = Tiempo de cierre de la maniobra. Si T > t Si T < t

…Cierre lento …Cierre rápido

MICHAUD ALLIEVI

MICHAUD…..s/p = 2 * L * V / g * T ALLIEVI……..s/p = a * V / g. LA PRESIÓN TOTAL, ESTA DEFINIDA POR LA SUMA DE LA PRESIÓN ESTÁTICA MAS LA SOBRE PRESIÓN.

2. RED DE DISTRIBUCIÒN Es una unidad del sistema, que conduce el agua a los lugares de consumo (usuarios). Está constituida por un conjunto de tuberías y piezas es peciales, dispuestas convenientemente a fin de garantizar, el abastecimiento a la localidad beneficiada. Los conductos que forman la red de distribución pueden ser así clasificados:  Conductos principales.  Conductos secundarios.

Se denomina conductos principales, a los conductos de mayor diámetro, responsables por la alimentación de los conductos secundarios. Los conductos secundarios, de menor diámetro, son encargados del abastecimiento directo a los usuarios atendidas por el sistema.

pág. 5

Tipos de redes de distribución: a) Red ramificada o abierta: Está compuesta por una tubería principal, desde la cual parten ramales secundarios y de éstos, nacen a la vez otros ramales, cada vez menores. La característica del flujo, en este tipo de red, es que cada punto de la red, puede recibir agua solamente desde un lado, esto ocasiona que en caso de ruptura de una tubería, toda la parte posterior a la ruptura quede desabastecida. Otra de las desventajas de esta red, es que en las tuberías cercanas a los extremos, el agua permanece retenida, cuyo estancamiento hace peligrar su potabilidad.

b) Red mallada o cerrada: En este sistema, los extremos de las tuberías se unen entre sí y de este modo, cada punto de la red, puede recibir agua por dos lados. En caso, de ruptura de una tubería, es preciso aislar el tramo respectivo y todas las tuberías restantes, reci ben por lo menos flujo provisional, con las demás tuberías. El trazado de las tuberías principales estará supeditado al lugar por donde entra la tubería de aducción a la población y también depende de la rasante de las calles. El tipo de red a utilizar deberá estar justificado desde el punto de vista económico, funcional y sanitario.

1.

Denominaciones de la tubería: Tubería matriz: Es la que arranca de un reservorio principal para alimentar un circuito primario.

Tubería principal: Forma los circuitos que alimentan a las manzanas o distritos, también alimenta a los reservorios reguladores.

Tubería secundaria: Forma los circuitos básicos que conforman el relleno (Tubería servicios).

2. Circuito de sistema cerrado: Circuito primario: Es el formado por tuberías principales de mayor diámetro a la red (de 100 a 1000  de separación) Circuito secundario: Se enlaza al circuito primario por tuberías de diámetro intermedio separados de 400  600  .

Circuito de relleno: Constituyen al sistema propiamente dicho de distribución del cual salen conexiones domiciliarias con un diámetro menor pág. 6

3. Accesorios: Válvulas:  Se debe colocar siempre para la separación de un tramo, no debe exceder más de 200

m de tubería.  Cada tramo debe aislarse a lo más mediante el cierre de 4 válvulas.  Colocarse cerca de las instalaciones de las calles  Colocarse válvulas en las tuberías secundarias juntamente en la derivación de las

principales.  Las válvulas mayores de l2” deben ir en las casetas especiales accesibles mediante

bocas de inspección.  En las tuberías de 12” a más debe colocarse válvulas de purga en los puntos bajos de

aire en los puntos altos.  No debe aislarse más de 500m de tubería.

Hidrantes:  Se colocará cada

200 m cuando la descarga necesaria sea 32 lt/seg.

 En lugares públicos de grandes aglomeraciones se colocarán hidrantes especiales de

6”

como mínimo con una boca de salida de 3” como mínimo.  En aceras de más de

2 m de ancho los hidrantes serán de tipo poste y en la menor tipo

flor de tierra.  La presión de la tubería cuando se usa motobomba para dar presión será más de

20 lb/pulg2 (14 m. c. a). Si el chorro se aplica directo debe ser de 75 lb/ pulg 2 (52 m. c. a. ).

VII. METODOLOGIA: 4. CONSIDERACIONES DE DISEÑO 1. El cálculo hidráulico de la red se hace con el caudal máximo horario (Qmax.h) el mismo que hay que repartirlo en todas las tuberías de la red, para hacer esta repartición se emplean varios métodos, el método más efectivo consiste en dividir la población en varios sectores, para cada una de ellos se determina la población valiéndose de los datos de densidad actual y futura zonificando la cantidad de área que pertenece a cada sector en determinado punto o nudo; dicha área es del criterio del diseñador teniendo en cuenta la topografía y la economía. Nos permite obtener el gasto máximo por punto o nudo. pág. 7

2. Si en algún punto de la red se requiere mucha agua, tal como ocurre por ejemplo en una industria, debe tenerse en cuenta por separado este gasto y considerar especialmente en el cálculo de la red.

3. Debe tenerse en cuenta que mientras en las ciudades importantes (metrópolis), las tuberías deben diseñarse para el caudal máximo horario aumentando en la demanda contra incendios; en poblaciones pequeñas por razones económicas el cálculo de tuberías se realiza con el caudal máximo diario más el caudal contra incendios o con el caudal máximo horario (el mayor); porque se ha demostrado que en el caso de incendio la población abandona sus tareas.

4. En todos los puntos de la red las presiones deben ser tales que en los momentos de máximo consumo satisfagan además para un período regular de incendio, sin necesidad de si stemas de bombeo. Para zonas urbanas (red cerrada), la presión mínima excepcional es de 10 m.c.a y la máxima, es 50 m.c.a; para zonas rurales (red abierta), la presión mínima es de 3 m.c.a, siendo la máxima igual a la anterior.

5. Las tuberías se calculan en general de modo que circule un gasto constante en toda su longitud, aunque en realidad el agua va consumiéndose en toda la longitud de la tubería por lo que el gasto va disminuyendo hacia agua abajo.

Redes De Distribución Malladas O Cerradas 

Nudo: Punto de cruce de dos o más tuberías



Tramo: Sección de tubería comprendida entre dos nudos coloniales en posiciones sucesivas



Circuito: Conjunto de tramos comprendidos desde el nudo hasta volver a él, encerrando una superficie libre de tramos.

Tuberías Troncales 1. Con la ayuda del plano topográfico, en cada calle se colocan tuberías representadas por una línea que unidas conforman la red de distribución. El caudal que va a pasar por cada tubería se calcula para el consumo máximo horario, teniendo en cuenta la cantidad de personas a las cuales sirve. pág. 8

2. Deberá especificarse la presión mínima que tiene que actuar en cada punto de la red en el momento de máximo consumo. Para tal efecto se verificará con el método de Cross o similares (Redcad, watercad, epanet, loop, etc.)

3. Deberá señalarse asimismo, los diámetros de las tuberías, válvulas de interrupción (Mínimo 200 m) y de purga (donde sea necesario); también los hidrantes (mínimo 200 m.), si son necesarios.

Tuberías De Servicio a) Las tuberías deben proyectarse para su instalación, a 0.80 m de profundidad mínima sobre la clave del tubo.

b) En calles de hasta 20 m, se proyectará la tubería de agua potable a un lado de la calzada, preferentemente en la mayor cota de terreno.

c) En calles de más de 20 m, de ancho se proyectará tuberías a cada lado de la calzada, salvo el caso en que el reducido número de conexiones domiciliarias se justifique una sola tubería.

d) La distancia mínima entre una tubería de agua y otra de líquidos residuales, instalados paralelamente no será menor de 2.50 m, medidos horizontalmente. De lo contrario se usarán uniones con anillos de jebe en la tubería de alcantarillado.

e) En cruces de tuberías de agua con el alcantarillado o con las conexiones prediales de desagüe, las tuberías de agua deberán cruzar a 0.25 m, por encima f)

La distancia mínima de las tuberías paralelas a cables eléctricos será de 1.00 m.

g) La tubería de servicio, debe ser del tipo red abierta.

pág. 9

VIII. PROCEDIMIENTO / RESULTADOS LÍNEA DE ADUCCIÓN

Caudal de diseño 1)

se compara :

Qmáxh= 45.17

L/s

Donde:

QCI



0.5

P

P : P oblación final en m iles.(T E Nº1).

Qmáxd + Qci = 32.62

2)

Qmáxd + Qci = 34.74

P : 18059 Hab.

2.12



L/s QCI =

0.5 x

18.059

QCI = 2.124794108 Elegimos el mayor, ent onces : Qdiseño = Qmáxh

Qdiseño = 45.17 L/s 0.0452 m³/seg Qdiseño =

Tubería de Aducción

D min

4Q 



D max

V max

4Q 



V min

Diámetros MATERIAL PVC Dmáx = 0.3096025 m Dmáx = 12.19 ''

Vmín = 0.6 m/seg

Dmín = 0.1072495 m Dmín = 4.22 ''

Vmáx = 5.0 m/seg

Diámetros dispo nibles 4", 6", 8", 10",12"

UBICACIÓN DEL RESERVORIO: La ubicación del reservorio debe ser tal que en el punto más desfavorable la presión sea de 15 m.c.a (punto más a lto) y un máximo de 50 m.c.a en el punto mas bajo. Presión en el nudo 1 =

15

m.c.a V Q t CI CI

PA = H - L*Sf

…….( * ) Cota R= 3182

573.9095

Cota Nudo 1= 3149 L PLANA= 572.96

pág. 10

Dond e: Sf = ( 10,7 * Q n ) / (C1,85 * D4,87 ) Para un D = 8 " =

0.2032

Sf = 0.00872833 Sf = 0.87% De (*) tenemos: H =PA + L * Sf H= 20.00 H = Cota de reservorio - Cota 6 Cota 6 = Por lo tanto:

3154

Cota de Reservorio = 3174.00 m.s.n.m.

…. Minimo

Verifi cación del golpe de ariete f=

10 ''

f=

254

mm

e=

6.7

mm

Longitud = 572.96 Carga es tática =

33.00

m m

Tubería : PVC. Clase 5 K=

40

Tiempo de cierre:

18

se g

Cálcul o de l a celeri dad

9900

a

48.3  K a=

D e

250.27

Cálcul o del ti empo de la o nda de pr esión T = 2L / a T = 4.58 t

seg >

T

Entonces,el cierre es lento

Cálcul o de l a sobrepr esi ón (S/P)

S/P  V= S/P =

2LV gt 0.891

m/s

5.785

m.c.a.

Presión M áxi ma y míni ma por gol pe de ari ete

Pmáx = Carga es tática + S/P Pmáx =

38.8

pág. 11

Clase 5

Pmín = Carga es tática - S/P Pmín =

27.2

LÍNEA DE DISTRIBUCIÓN Cálcul o del caudal de sali da en cada nudo

Se realiza en función de su área de influencia

NUDO 01 Área Actual: Ancho 120 Total

Manzanas Lado N° 120 4 4

Área 5.76 5.76

Manzanas Lado N° 120 2 2

Área 2.88 2.88

Área Futura: Ancho 120 Total

Dotac ión Doméstica = 80.80 Dactual = 250.00 Dfutura = 260.00 Población = Caudal Doméstico = Otros fines:

2188.8

2.05

Hab L/d

No existe otros fines en este Nudo

DESCRIPCIÓN

Caudal Otros Fines = Caudal por Pérdidas = Q

L/P/D Hab/Ha Hab/Ha

m 01 =

Q (L/seg)

0.00 0.10

L/d L/d

2.15

L/d

% de Pérdidas:

Q máxh 01 = Q m 01 x K 2 Q máxh 01 = 3.87 L/s

K 2 = 1.8

NUDO 02 Área Actual: Ancho 80 60 Total

Manzanas Lado N° 80 3 60 18 21

Área 1.92 6.48 8.40

Área Futura: Ancho 60 Total pág. 12

Manzanas Lado N° Área 60 5 1.80 5 1.80

Dotac ión Doméstica = 80.80 Dactual = 250.00 Dfutura = 260.00

L/P/D Hab/Ha Hab/Ha

5%

Población = Caudal Doméstico =

2568.0

2.40

Hab L/d

Otros fines: DESCRIPCIÓN

PLAZA DE ARMAS

Caudal Otras Fines = Caudal por Pérdidas = Q

m 02 =

Q (L/seg) 0.39

0.39 0.14

L/d L/d

2.93

L/d

% de Pérdidas:


5%

K 2 = 1.8

NUDO 03 Área Actual: Ancho 60 80

Lado 60 80

Total

Manzanas N° 15 2 17

Área 5.4 1.28 6.68

Área Futura: Manzanas Ancho 60 80

Lado 60 80

Total Dotación Doméstica = 80.80 Dact ual = 250.00 Dfutura = 260.00 Población = Caudal Doméstico =

2938.8

2.75

N° 10 2 0

Área 3.6 1.28 4.88

L/P/D Hab/Ha Hab/Ha Hab L/d

Otros fines: DESCRIPCIÓN

CENTRO EDUCATIVO PARQUE POLICIA

Caudal Otras Fines = Caudal por Pérdidas = Q pág. 13

m 03 =

Q (L/seg) 0.32 0.04 0.06

0.42 0.16

L/d L/d

3.33

L/d


% de Pérdidas:

5%

K 2 = 1.8

NUDO 04 Área Actual: Ancho 80 100

Lado 80 100

Manzanas N° 8 6 6

Lado 100

Manzanas N° Área 7 7.00 7 7.00

Total

Área 5.12 6 11.12

Área Futura: Ancho 100 Total Dotac ión Doméstica = 80.80 Dactual = 250.00 Dfutura = 260.00 Población = Caudal Doméstico =

4600.0

4.30


Otros fines: Q (L/seg) 0.37 2.08

DESCRIPCIÓN

CENTRO EDUCATIVO MERCADO


m 04 =

2.45 0.34

L/d L/d

7.09

L/d

% de Pérdidas:


K 2 = 1.8

NUDO 05 Área Actual: Lado 80 100

Manzanas N° Área 7 4.48 7 7.00 7 11.48

Lado 100

Manzanas N° 3 3

Dotac ión Doméstica = 80.80 Dactual = 250.00 Dfutura = 260.00

L/P/D Hab/Ha Hab/Ha

Ancho 80 100 Total Área Futura: Ancho 100 Total pág. 14

5%

Área 3.00 3.00

Población = Caudal Doméstico =

3650.0

3.41

Hab L/d

Otros fines: Q (L/seg) IGLESIA 0.07 BANCO DE LA NACION 0.22 BOMBEROS 0.99 COMPLEJO RECREACIONAL 0.002 CEMENTERIO 0.12 DESCRIPCIÓN


m 05 =

1.40 0.24

L/d L/d

5.05

L/d

% de Pérdidas:


5%

K 2 = 1.8

NUDO 06 Área Actual: Ancho 120

Lado 120

Manzanas N° 6 6

Lado 120

Manzanas N° Área 5 7.20 5 7.20

Total

Área 8.64 8.64

Área Futura: Ancho 120 Total Dotac ión Doméstica = 80.80 250.00 Dactual = Dfutura = 260.00 Población = Caudal Doméstico =

4032.0

3.77


Otros fines: DESCRIPCIÓN HOSPITAL REG IONAL

Caudal Otras Fines = Caudal por Pérdidas = Q pág. 15

m 06 =

Q (L/seg) 0.56

0.56 0.22

L/d L/d

4.55

L/d


% de Pérdidas:

5%

K 2 = 1.8

RESUMEN

CUADRO RESUMEN

Qmaxh NUDO

(Lit/seg)

Hab

1

3.87

2188.80

2

5.28

2568.00

3

5.99

2938.80

4

12.76

4600.00

5

9.09

3650.00

6

8.18

4032.00

Qmaxh

45.17

19978

OK

45.17

18059

ok

DATOS

pág. 16

CÁL CUL O DE LOS DIÁME TROS DE L AS TUBE RÍAS DE LA RED

CÁL CUL O DE L OS DIÁM ET ROS DE L AS TUBE RÍAS DE LA RED

TRAMO DE NUDO Aducción R L1 1 L2 1 L3 6 L4 2 L5 3 L6 5 L7 2

A NUDO 1 2 6 5 3 4 4 5

RANGO DE DIÁMETROS CAUDAL D mín 45.17 5.45 3.54 19 22.3 3.83 3.05 14.12 9.75 2.53 1.57 3.76 2.43 9 1.62 3.97

Dmáx 12.19 7.91 8.56 6.81 5.66 3.52 5.44 3.61

Diámetros seleccionados Longitud m Aduc c ión R- 1 572.96 L1 1 - 2 506.00 L2 1 - 6 546.00 L3 6 - 5 548.00 L4 2 - 3 420.00 L5 3 - 4 588.00 L6 5 - 4 420.00 L7 2 - 5 588.00 PROMEDIO: 523.62 Tramo

Diámetro Pulg 8 '' 6 '' 6 '' 6 '' 4 '' 1.5 '' 4 '' 2 ''

L prom < 600 m.

pág. 17

mm 203.2 152.4 152.4 152.4 101.6 38.1 101.6 50.8 …..

CAUDAL Lt/s 45.17 19.00 22.30 14.12 9.75 3.76 9.00 3.97 O.K

RANGO

6",8",10",12"

3",4",6",8" 4",6",8" 3",4",6"

2'',3",4",6" 2'',3",4"

2",4",6" 2",3",4"

Vmín 0.6

Vmáx 3

Diámetros selecc ionados Longitud m Aduc c ión R- 1 572.96 L1 1 - 2 506.00 L2 1 - 6 546.00 L3 2 - 3 420.00 L4 2 - 5 588.00 L5 3 - 4 588.00 L6 6 - 5 548.00 L7 5 - 4 420.00 PROMEDIO: 523.62 Tramo

Diámetro Pulg mm 8 '' 203.2 6 '' 152.4 6 '' 152.4 4 '' 101.6 2 '' 50.8 2 '' 50.8 4 '' 101.6 4 '' 101.6

CAUDAL Lt/s 45.17 19.03 22.30 9.75 4.00 3.76 14.12 8.98 ….. O.K

L prom < 600 m.

FÓRMULAS A EMPLEAR (a)

(b)

M ÉTODO DE H ARDY CROSS TUBERIA : PVC C = 140

PRIMERA I TERACI ÓN

n= 1.851

CIRCUITO

I

TRAMO DIÁMETRO LONGITUD Qa (m³/seg)

aij

|a ijQij

n-1

|

II

n|a ijQij

|

ΔQ

Qi

1-2

0.1524

506

0.01903

5434.8747

186.6345

3.55165467

345.4605

-0.001629

0.017401

1-6

0.1524

546

0.0223

5864.5091

230.4831

5.13977328

426.6242

-0.001629

0.020671

2-5

0.0508

588

0.004

######## 12090.8739 48.3634955 22380.2075

-0.001629

0.002371

6-5

0.1016

548

0.01412

42369.6345

1128.6624

-15.9367126

2089.1540

-0.001629 -0.015749

Σ

13636.6539

41.1182108

25241.4463

ΔQ =

CIRCUITO

hf (m)

n-1

TRAMO DIÁMETRO LONGITUD Qo(m³/seg)

aij

|a ijQijn-1|

-0.001629

hf (m)

n|a ijQijn-1|

ΔQ

Qi

2-5

0 .0 508

5 88

0. 00 4

### #### # 1 20 90 .8 73 9 -48 .3 63 49 55 22 380 .2 07 5 0 .0 020 13 57 -0 .0 01 98 64 3

2-3

0 .1 016

4 20

0 .0 09 75

32 47 3. 07 75

3-4

0.0508

588

0.00376

1327714.316 11470.6887 -43.1297896 21232.2448 0.00201357 -0.00174643

5-4

0.1016

420

0.00898

32473.0775 Σ

63 1. 19 91

-6. 15 41 91 32

116 8.3 49 6

588.5205 5.2849143 1089.3515 24781.2822 -92.3625621 45870.1534 ΔQ =

0 .0 020 13 57 -0 .0 07 73 64 3 0 .00364256 0.0126226

0.00201357

SEGUN DA I TERACI ÓN CIRCUITO

I

TRAMO DIÁMETRO LONGITUD Qa (m³/seg)

aij

|a ijQijn-1|

ΔQ

Qi

0.1524

506.00

0.017401004

5434.8747

172.9491

3.00948778

320.1288

-0.00036532 0.01703568

1-6

0.1524

546.00

0.020671004

5864.5091

216.0749

4.46648557

399.9547

-0.00036532 0.02030568

2-5

0.0508

588.00

0.002371004 ########

7747.6865

18.369797

6-5

0.1016

548.00

0.015748996 42369.6345

TRAMO DIÁMETRO LONGITUD Qo(m³/seg)

aij

14340.9677 -0.00036532 0.00200568

1238.5596

-19.5060699

9375.2701

6.33970045 17353.6250

ΔQ =

II

n|a ijQijn-1|

1-2

Σ

CIRCUITO

hf (m)

2292.5738

-0.00237889 -0.018128

-0.00036532

|a ijQijn-1|

hf (m)

n|a ijQijn-1|

ΔQ

Qi

2-5

0.0508

588.00

0.001986434 ########

6664.4729

-13.2385384 12335.9394

0.000688

-0.00129844

2-3

0.1016

420.00

0.007736434

32473.0775

518.4080

-4.01062965

0.000688

-0.00704844

3-4

0.0508

588.00

0.001746434 1327714.32

5972.7760

-10.4310616 11055.6084

0.000688

-0.00105844

5-4

0.1016

420.00

0.012622561 32473.0775

786.3212

pág. 18

Σ

9.9253872

959.5732 1455.4805

13941.9782 -17.7548425 25806.6016 ΔQ =

0.000688

0.00105332 0.0136759

TERCERA I TERACI ÓN CIRCUITO

I

TRAMO

DIÁMETRO LONGITUD Qa (m³/seg)

aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

II

Qi

ΔQ

1 - 2

0 .1 52 4

5 06. 00

0 .0 17 03 568

54 34 .87 47

16 9. 854 3

2 .8 93 58 28 1

3 14 .40 02

0 .0 00 29 34 4

0 .0 17 32 91 2

1 - 6

0 .1 52 4

5 46. 00

0 .0 20 30 568

58 64 .50 91

21 2. 820 9

4 .3 21 47 21 6

3 93 .93 14

0 .0 00 29 34 4

0 .0 20 59 91 2

2 - 5

0.0508

588.00

0.00200568

########

6719.3812

13.4769277

12437.5745

0.00029344

6 - 5

0 .1 01 6

5 48. 00

0 .0 181 27 88 6

4 23 69 .6 34 5

1 39 6. 07 31

- 25 .3 07 85 28

25 84 .1 31 2

- 0. 000 4

Σ

8498.1293

-4.61587014

ΔQ =

CIRCUITO

n|a ijQijn-1|

TRAMO

DIÁMETRO LONGITUD Qo(m³/seg)

0.00229912

-0.018522

15730.0374

0.0003

aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

n|a ijQijn-1|

Qi

ΔQ

2 - 5

0.0508

588.00

0.001298438

########

4641.1560

-6.02625462

8590.7798

0.00011051

-0.00118793

2 - 3

0 .1 01 6

4 20. 00

0 .0 070 48 43 8

32 47 3. 07 75

47 8. 906 3

- 3. 37 55 41 16

8 86 .45 55

0 .0 00 11 05 1

- 0. 00 69 37 93

3 - 4

0.0508

588.00

0.001058438

1327714.32

3900.2730

-4.12819821

7219.4053

0.00011051

-0.00094793

5 - 4

0 .1 01 6

4 20. 00

0 .0 136 75 88 2

32 47 3. 07 75

84 1. 824 3

1 1. 51 26 89 3

15 58 .2 16 7

- 0 .0 00 18 29 4

0.0134929

Σ

9862.1596

-2.01730471

18254.8574

ΔQ =

0.000111

CUART A ITE RACI ÓN CIRCUITO

I

TRAMO


aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

II

ΔQ

Qi

1 - 2

0 .1 52 4

5 06. 00

0 .0 173 29 12 3

54 34 .87 47

17 2. 340 9

2 .9 86 51 69 9

3 19 .00 30

9 .00 87 E- 05

0 .0 17 41 92 1

1 - 6

0 .1 52 4

5 46. 00

0 .0 205 99 12 3

58 64 .50 91

21 5. 435 3

4 .4 37 77 88 9

3 98 .77 08

9 .00 87 E- 05

0 .0 20 68 92 1

2 - 5

0.0508

588.00

0.002299123

########

7547.3426

17.3522686

13970.1312

9.0087E-05

0.00238921

6 - 5

0 .1 01 6

5 48. 00

0 .0 185 22 43 9

4 23 69 .6 34 5

1 42 1. 88 95

- 2 6. 33 68 61 9

26 31 .9 17 5

0 .0 00 0

Σ

9357.0084

ΔQ =

CIRCUITO

n|a ijQijn-1|

TRAMO


-1.56029747

-0.018543

17319.8226

0.000090

aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

n|a ijQijn-1|

ΔQ

Qi

2 - 5

0.0508

588.00

0.00118793

########

4302.8062

-5.11143447

7964.4943

3.1054E-05

-0.00115688

2 - 3

0 .1 01 6

4 20. 00

0 .0 06 93 793

3 24 73 .0 77 5

47 2. 509 0

- 3. 27 82 34 91

8 74 .61 42

3 .10 54 E- 05

-0 .0 06 90 68 8

3 - 4

0.0508

588.00

0.00094793

1327714.32

3550.9243

-3.36602921

6572.7609

3.1054E-05

-0.00091688

5 - 4

0.1016

420. 00

0. 013492947

32473.0775

832. 2319

11.2292601

1540. 4612

-0. 0001

0.0134339

-0.52643851

16952.3306

Σ

9158.4714

ΔQ =

0.000031

QUI NTA I TERACIÓN CIRCUITO

I

TRAMO


aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

II

ΔQ

Qi

1 - 2

0 .1 52 4

5 06. 00

0 .0 17 41 921

54 34 .87 47

17 3. 103 1

3 .0 15 31 86 9

3 20 .41 38

1 .51 66 E- 05

0 .0 17 43 43 8

1 - 6

0 .1 52 4

5 46. 00

0 .0 20 68 921

58 64 .50 91

21 6. 236 9

4 .4 73 76 99 4

4 00 .25 44

1 .51 66 E- 05

0 .0 20 70 43 8

2 - 5

0.0508

588.00

0.00238921

########

7798.2853

18.6317437

14434.6260

1.5166E-05

6 - 5

0 .1 01 6

5 48. 00

0 .0 185 42 85 9

4 23 69 .6 34 5

1 42 3. 22 34

- 2 6. 39 06 32 1

26 34 .3 86 6

0 .0 00 0

Σ

9610.8486

ΔQ =

CIRCUITO

n|a ijQijn-1|

TRAMO


-0.26979979

0.00240438

-0.018559

17789.6808

0.000015

aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

n|a ijQijn-1|

ΔQ

Qi

2 - 5

0 .0 50 8

5 88. 00

0 .0 011 56 87 6

# ## ## ## #

4 20 6. 89 66

- 4. 86 68 59 35

77 86 .9 65 6

8. 7E -0 6

- 0. 00 11 48 18

2 - 3

0 .1 01 6

4 20. 00

0 .0 069 06 87 6

3 24 73 .0 77 5

47 0. 708 6

- 3. 25 11 26 33

8 71 .28 17

8. 7E -0 6

- 0. 00 68 98 18

3 - 4

0 .0 50 8

5 88. 00

0 .0 009 16 87 6

1 32 77 14 .3 2

3 45 1. 68 47

- 3. 16 47 68 21

63 89 .0 68 4

8. 7E -0 6

5 - 4

0.1016

420. 00

0. 013433913

32473.0775

829. 1323

11.1384909

1534. 7238

0.0000

8958.4222

-0.14426304

16582.0395

Σ

ΔQ =

pág. 19

0.000009

- 0. 00 09 08 18

0.0134274

SEX TA I TERA CIÓN CIRCUITO

I

TRAMO


aij

|a ijQijn-1|

hf (m)

n|a ijQijn-1|

ΔQ

Qi

5434.8747

320.6512

4.5455E-06

0.01743892

1-2

0.1524

506.00

0.017434376

173.2313

3.02017992

1-6 2-5

0.1524 0.0508

546.00 588.00

0.020704376 5864.5091 0.002404376 ########

216.3717 7840.3912

4.47984212 400.5041 4.5455E-06 0.02070892 18.8512515 14512.5640 4.5455E-06 0.00240892

6-5

0.1016

548.00

0.018558747 42369.6345

1424.2611 -26.4325024 2636.3074 9654.2553 -0.08122884 17870.0267 0.000005 ΔQ =

Σ

CIRCUITO

II

TRAMO


aij

|a ijQijn-1 |

hf (m)

n|a ijQijn-1 |

2-5 2-3 3-4

0.0508 0.1016 0.0508

588.00 420.00 588.00

0.001148176 ######## 0.006898176 32473.0775 0.000908176 1327714.32

4179.9586 -4.79932994 7737.1034 470.2040 -3.24355028 870.3476 3423.7930 -3.10940811 6337.4409

5-4

0.1016

420.00

0.013427447 32473.0775

828.7926 8902.7482

Σ

ΔQ =

11.1285692 1534.0951 -0.02371917 16478.9870

0.0000 -0.018563

Qi

ΔQ

1.4394E-06 -0.00114674 1.4394E-06 -0.00689674 1.4394E-06 -0.00090674 0.0000 0.0134243

0.000001

SEPTI MA ITE RACI ÓN CIRCUITO

I

TRAMO


aij

|a ijQijn-1 |

hf (m)

n|a ijQijn-1 |

ΔQ

Qi

5434.8747

173.2697

3.02163761

320.7223

1.2788E-06

0.0174402

216.4122 7853.0033 1424.5325

4.4816628 400.5789 18.9172719 14535.9091 -26.4434558 2636.8096

9667.2177

-0.02288341 17894.0199 0.000001

1-2

0.1524

506.00

0.017438922

1-6 2-5 6-5

0.1524 0.0508 0.1016

546.00 588.00 548.00

0.020708922 5864.5091 0.002408922 ######## 0.018562902 42369.6345 Σ

ΔQ =

CIRCUITO

II

TRAMO


aij

|a ijQijn-1 |

hf (m)

n|a ijQijn-1 |

1.2788E-06 0.0207102 1.2788E-06 0.0024102 0.0000 -0.018563

Qi

ΔQ

2-5

0.0508

588.00

0.001146737 ########

4175.4989

-4.78819942

7728.8485

4.2432E-07 -0.00114631

2-3 3-4

0.1016 0.0508

420.00 588.00

0.006896737 32473.0775 0.000906737 1327714.32

470.1205 3419.1747

-3.24229765 -3.10029242

870.1931 6328.8923

4.2432E-07 -0.00689631 4.2432E-07 -0.00090631

5-4

0.1016

420.00

0.013424341 32473.0775

828.6295 8893.4236

11.1238045 1533.7931 -0.00698502 16461.7270

Σ

ΔQ =

0.0000 0.0134235

0.000000

OCTAVA ITE RACIÓN CIRCUITO

I

TRAMO


aij

|a ijQijn-1 |

hf (m)

n|a ijQijn-1 |

ΔQ

Qi

5434.8747 5864.5091

173.2806 216.4235

3.02204777 4.48217509

320.7423 400.6000

2.1179E-07 2.1179E-07

0.01744041 0.02071041

7856.5509 1424.5429

18.9358651 14542.4758 2.1179E-07 0.00241041 -26.4438791 2636.8290 0.0000 -0.018563

1-2 1-6

0.1524 0.1524

506.00 546.00

0.017440201 0.020710201

2-5 6-5

0.0508 0.1016

588.00 548.00

0.002410201 ######## 0.018563062 42369.6345 Σ

9670.7980 ΔQ =

CIRCUITO

II

TRAMO


aij

|a ijQijn-1 |

hf (m)

n|a ijQijn-1 |

Qi

ΔQ

2-5

0.0508

588.00

0.001146313 ########

4174.1841

-4.78492044

7726.4147

1.1925E-07 -0.00114619

2-3 3-4

0.1016 0.0508

420.00 588.00

0.006896313 32473.0775 0.000906313 1327714.32

470.0959 3417.8130

-3.24192842 -3.09760748

870.1475 6326.3718

1.1925E-07 -0.00689619 1.1925E-07 -0.00090619

5-4

0.1016

420.00

0.013423486 32473.0775

828.5846 8890.6775

11.1224939 1533.7101 -0.00196249 16456.6441

Σ

ΔQ =

pág. 20

-0.00379109 17900.6470 0.00000

0.00000

0.0000

0.013423

VE RIF I CACIÓN DE PRESI ONES EN L AS TU BE RÍAS Caudal es fi nal es en l os tr amos de l a red CI RCUI TO

I

TRA M O

TRAM O

Qi

L1

1-2

0.01471

14.71

0.81

L2

1-6

0.02659

26.59

1.46

L3

6-5

0.01841

18.41

1.01

L7

2-5

0.00156

1.56

TRAM O

Qi

L4

2-3

0.007870

7.87

0.97

L5

3-4

0.001880

1.88

1.65

L6

5-4

0.010880

10.88

1.34

L7

2-5

0.001560

1.56

CI RCUI TO

I I

D i ámetr os sel eccionados DIÁMETRO

TRAMO

LONGITUD

(Pul g)

(m)

(m)

Aducción

8 ''

0.2032

572.96

L1

6 ''

0.1524

506.00

L2

6 ''

0.1524

546.00

L3

6 ''

0.1524

548.00

L4

4 ''

0.1016

420.00

L5

2 ''

0.0381

588.00

L6

4 ''

0.1016

420.00

L7

2 ''

0.0508

588.00

CÁLCU LO DE LA S PRESION ES EN LOS NU DOS Nudos

Cota

R

3182.00

1

3149.00

2

3142.50

3

3142.50

4

3141.00

5

3142.00

6

3146.00

PRESIÓN EN E L NU DO 01 Presión Reser. =

0.00

Qi =

45.17

lit/ seg

572.96

m

Long = Sf = H f = Dif cotas =

Presi ón N 01 =

pág. 21

0.00872833 5.00

m

33.00

28.00

m.c.a < 50m.c.a. > 15 m.c.a.

Qi L /s

Qi L /s

V EL O. m/s

0.77

V EL O. m/s

0.77

PRESIÓN EN EL NUD O 02 Presión N 01 = Q1 = Long = Sf = H f = Dif cotas =

Presi ón N 02 =

28.00 3

0.01471

m / seg

506.00

m

0 .0 04 44 62 47 2.249800887

m

6.50

32.25

m.c.a < 50m.c.a. > 15 m.c.a.

PRESIÓN EN EL NUD O 06 Presión N 01 =

28.00 3

Qi =

0.02659

m / seg

Long =

546.00

m

Sf =

0 .0 13 29 34 91

H f =

7.26

Dif cotas =

3.00

Presi ón N 06 =

23.74

m

m.c.a < 50m.c.a. > 15 m.c.a.

PRESIÓN EN EL NUD O 03 Presión N 02 = Qi = Long = Sf =

32.25 m / seg

420.00

m

0 .0 06 73 37 91

H f =

2.83

Dif cotas =

0.00

Presi ón N 03 =

3

0.01841

29.42

m

m.c.a < 50m.c.a. > 15 m.c.a.

PRESIÓN EN EL NUD O 05 Presión N 06 =

23.74 3

Qi =

0.01088

m / seg

Long =

548.00

m

Sf =

0 .0 18 33 31 89

H f =

10.04658745

Dif cotas =

Presi ón N 05 =

m

4.00

17.69

m.c.a < 50m.c.a. > 15 m.c.a.

PRESIÓN EN EL NUD O 04 Presión N 05 = Qi = Long = Sf =

17.69 m / seg

420.00

m

0 .0 14 74 92 91

H f =

6.19

Dif cotas =

4.00

Presi ón N 04 =

3

0.00156

15.50

m

m.c.a < 50m.c.a. > 15 m.c.a.

CUADRO RESUMEN DE PRESIONES EN LOS NUDOS NUDO

pág. 22

PRE SIÓN (m.c.a.)

1

28.00

2

32.25

3

29.42

4

15.50

5

17.69

6

23.74

IX.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES: 

Para la Línea de Aducción:



La tubería presenta un diámetro de 8’’ y clase 5.



Para la Red de Distribución:



Se presenta una Red Matriz de 5 tramos de 2”, 3”,4”, 6” y 8”. Clase 5.



El promedio de las longitudes de los tramos es de 523.62 m.



La longitud máxima de la Red Secundaria es de 588 m.



Presiones, velocidades, caudales

RECOMENDACIONES:  La longitud de la tubería de la red principal debe ser menor a 600 metros.  Tener en cuenta la estabilidad del terreno por donde atraviesa la tubería.  Se debe utilizar el menor diámetro calculado, con el fin de obtener un diseño

económico.  Para la Distribución se recomienda colocar hidrantes a una distancia considerable

(200 m).  La longitud de la tubería de la Red Secundaria no exceda los 300 m.

pág. 23

X.

BIBLIOGRAFÍA: 

Apuntes del Curso



Separata “Abastecimiento de Agua y Alcantarillado”, Ing. Msc longa Alvarez, Jose H. – UNC – Cajamarca.

 Saldarriaga, J (2007) “Optimización Operacional en Sistemas de Agua Potable”

Seminario Auspiciado por Amanco del Perú. Universidad Nacional de Piura. Piura.  Solsona, F (2002). “Desinfección del Agua”. OPS/CEPIS/PUB/02.83. Auspicio de

la EPA. Lima-Perú.  http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/deschamps_g_e/capitulo3.p

df.  http://www.vivienda.gob.pe/documentos/documentos_ds_010/3/OS._050_REDE

S_DE_DISTRIBUCION_DE_AGUA.pdf

pág. 24

XI.

pág. 25

TEMA DE INVESTIGACION

XII. ANEXOS

ANEXOS

pág. 26

TRABAJO 4

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