lineadeconduccion 150429131241 conversion gate01

7/17/2019 Lineadeconduccion 150429131241 Conversion Gate01

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LÍNEA DE CONDUCCIÓN

La línea de conducción en un sistema de abastecimiento de agua potable por

gravedad es el conjunto de tuberías, válvulas, accesorios, estructuras y obras

de arte encargados dela conducción del agua desde la captación hasta el

reservorio, aprovechando la carga estática existente. Debe utilizarse al máximo

la energía disponible para conducir el gasto deseado, lo que en la mayoría de

los casos nos llevará a la selección del diámetro mínimo que permita presiones

iguales o menores a la resistencia ísica que el material de la tubería soporte.

Las tuberías normalmente siguen el peril del terreno, salvo el caso de que, a lo

largo de la ruta por donde se debería realizar la instalación de las tuberías,existan zonas rocosas insalvables, cruces de quebradas, terrenos erosionables,

etc. que requieran de estructuras especiales. !ara lograr un mejor

uncionamiento del sistema, a lo largo de la línea de conducción puede

requerirse cámaras rompe presión, válvulas de aire, válvulas de purga, etc.

"ada uno de estos elementos precisa de un dise#o de acuerdo a



La carga disponible 'ig. (.)* bien representada por la dierencia deelevación entre la obra de captación y el reservorio.

b) GASTO DE DISEÑO



económico, lexible, durable, de poco peso y de ácil transporte einstalación / además, son las tuberías que incl uyen diámetros

comerciales menores de 0 pulg y que ácilmente se encuentran en el

mercado.

+n el "uadro ). ) y la 1igura ).0, se presentan las clases comercialesde tuberías !" con sus respectivas cargas de presión.

CLASE PRESIÓN MÁXIMADE PRUEBA (m.)

PRESIÓN MÁXIMADE TRABAJO (m.)

5 50 35

7.5 75 50

10 105 70



Fi!"# 1.$ P"%&i'(%& m)*im#& +% ,"#-#' /#"# +i0%"%(,%& 2#&%& +% ,!-%"3#& P4C

"uando las presiones sean mayores a las que soporta la tubería !",

cuando la naturaleza del terreno haga antieconómica la excavación y

donde sea necesaria la construcción de acueductos, se recomiendautilizar tubería de ierro galvanizado.

d) DIAMETROS

!ara determinar los diámetros se consideran dierentes soluciones y se

estudian diversas alternativas desde el punto de vista económico.

"onsiderando el máximo desnivel en toda la longitud del tramo, el

diámetro seleccionado deberá tenerla capacidad de conducir el gasto

de dise#o con velocidades comprendidas entre 2.3 y 4.2 m5s/ y las



II.- LINEA DE GRADIENTE *IDRAULICA


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!ara el cálculo de la p6rdida de carga unitaria, pueden utilizarsemuchas órmulas, sin embargo una de las más usadas en conductos apresión, es la de 8azen y ;illiams. +sta órmula es válida <nicamentepara tuberías de lujo turbulento, con comportamiento hidráulicorugoso y con diámetros mayores a 0 pulg.

Las =ormas del >inisterio de 9alud, para el cálculo hidráulicorecomiendan el empleo de la órmula de 1air%;hipple para diámetrosmenores a 0 pulg./ sin embargo se puede utilizar la órmula de 8azen y

;illiams, con cuya ecuación los abricantes de nuestro país elaboransus nomogramas en los que incluyen diámetros menores a 0 pulg.

!ara los propósitos de dise#o se considera&

Ecac"') de *a+e) ,"ll"a&!

#$%&'$(&#$###&'(&) ) )* f Q C D=



'$(, #$%&

'$(,

#$,-

#$'.

'$&/'

.$-%'$&/'

#$0.

f

f

Q xD xh

Qhf

xD

xQ D

h

=

= ÷

=

DB=D+& ? caudal 'l5s*

8? !erdida de

carga unitaria 'm5m*

D?Diámetro de la tubería 'pulg*



Ecac"() de a"#-,"$$le

!ara una tubería donde el valor de "?)A2, el caudal, la perdida de

carga unitaria y el diámetro quedan deinido como&

'$0. #$%0

'$0.

#$%0

'$-(,/

.$0%'$-(,/

#$,0'$-(,/

1 s

f

f

Q xD xh

Qhf

xD

Q D xh

Q Caudal enl

=

= ÷

= ÷ ÷

=



!ara determinar la p6rdida de carga por tramo es necesario conocerlos valores de carga disponible, el gasto de dise#o y la longitud del

tramo de tubería. "on dicha inormación y con el uso de nomogramas

o la aplicación de órmulas se determina el diámetro de tubería. +n

caso de que el diámetro calculado se encuentre entre los rangos de

dos diámetros comerciales se selecciona el rango superior o se

desarrolla la combinación de tuberías. "on el diámetro o los diámetrosseleccionados se calculan las p6rdidas de carga unitaria para

inalmente estimar la p6rdida de carga por tramo.

+jemplo&

Determinar los cálculos hidráulicos d ela línea de conducción para la siguientecondición&

7asto de dise#o 'md* ? 0.) l5sLongitud de tubería 'L* ? 4C2 m



Cál2ul"s+

Car3a disp"ible+ 2"ta 2apta2ió 4 2"ta reser5"ri"'%##6'&%# 7 %# m

Perdida de 2ar3a

( )

+

+ 4

'%## '&%# %#

ar32ar3a 8 9

%##$.,.( .,.$(

,-#

Cálculos

Carga disponible cota captación cota reservorio

m

c a disponiblede unitaria hf

L

h

Perdid

f

a

− =

=

= =



"onocido el valor de la p6rdida de carga unitaria se estiman los valoresde p6rdida de carga por tramo&

ar3 8* 9 .##:

ar3 8 9 .###

,-# .## ,-$##

.###

f

f

de c a unitaria

Lxh

Perdida de c a en el tr

P

amo Hf

x Hf

erdid

m

a =

=

= =



8? 4C2 x 2.)2)4 ? 4C.(2 m.

+ste valor permite el cálculo de la presión dinámica, como se describe en elsiguiente acápite.



? elocidad media del punto considerado 'm5s*.

8 ? +s la p6rdida de carga que se produce en el tramo de l a 0 'm*.

9e asume que la velocidad es despreciable debido a que la carga develocidad, considerando las velocidades máximas y mínimas, es de A3 cm. y)C cm. +n base a esta consideración la ecuación (.J queda deinida como&



como punto de partida una cámara rompe presión, resultando al inal deltramo&

Otilizando los datos del ejemplo anterior y considerando el valor de 8 ? 4C.(2m., se presenta el cálculo de la cota piezom6trica y de la presión al inal del



8 ? !6rdida de carga total deseada 'm*.

L ? Longitud total de tubería 'm*.

Q ? Longitud de tubería del diámetro menor 'm*. L%Q ? Longitud de tubería del diámetro mayor 'm*.

hl ? !6rdida de carga unitaria de la tub. De mayor diámetro. h0 ? !6rdida de carga unitaria de la tub. De menor diámetro.

hl x 'L % Q* ? !6rdida de carga del tramo de diámetro mayor '8l*.

h0 x Q ? !6rdida de carga del tramo de diámetro menor '80*.



( ).

' .

f f

f f

H h xL X

h h

−=

−Despejando el valor de la longitud de la tubería

de diámetro menor 'Q* resulta&



!ara la instalación de la línea de conducción se proyecta el uso de tuberías de!", clase )2 y "?)A2. Los diámetros y longitudes serán deinidos mediantecálculos hidráulicos considerando velocidades máximas y mínimas de 4.2 m5s

y 2.3 m5s, respectivamente/ mientras que para la ubicación de las cámarasrompe presión, se consideran presiones estáticas máximas de E2 m. y presiones dinámicas mínimas de ( m.

La carga disponible entre la cámara de captación y el reservorio de regulaciónes de )CA m. +ste valor es mayor que la presión máxima de trabajo quesoportarían las tuberías !", por lo que es necesario plantear la construcciónde dos cámaras rompe presión.

"omo se puede observar en la 1igura (.)(, desde la captación a la rompe

presión nro. ) hay A02 m de longitud y (J m de desnivel. +n este tramo si seinstalara una tubería de lG, se obtendrían presiones negativas, por consiguienteserá necesario utilizar una medida de mayor diámetro.

"álculo preliminar de la p6rdida de carga unitaria disponible&



+n base a esta inormación, se proyecta realizar una combinación de tuberíasconsiderando una presión residual de )2 m. y diámetros comerciales de ) y ))50G.

+l segundo tramo, comprendido entre la rompe presión nro. l y la rompe%presión nro. 0 tiene (A2 m. de longitud y 3J.(2 m. de desnivel. 9i se consideraseuna tubería de )G resultaría una presión negativa, mientras que con tubería de ll50G resulta una presión mayor que la residual deseada '02 m.*/ por lo que, aligual que en el primer tramo, se realiza una combinación de tuberíasadoptando diámetros de l F y ) )50F.

La presión residual, como se indica en el ítem (.0, es la energía necesaria para

mover el lujo, pudiendo ser 6sta igual o mayor a cero. Las =ormas del>inisterio de 9alud recomiendan presiones dinámicas mayores de ( metros y menores de (2 metros, siendo ello motivo más que suiciente para que en elpresente ejemplo se asuma arbitrariamente )2y 02 metros de presión residualpara el primer y segundo tramo, respectivamente.



Sdentiicación de tramos en la línea de conducción

"olumna ) Sdentiicación del tramo."olumna 0 Longitud total del tramo 'L* en m"olumna 4 "audal de dise#o 'md* en l5s."olumna A "ota inicial del terreno en m.s.n.m."olumna ( "ota inal del terreno en m.s.n.m.

;<A=O LON>I;U

D

COTAS DI?

E<$

DEINICIA FINAL

Capt. - 4 3506. 3447. %/$##

C< l 6 % ,&&0$## ,,00$%# (/$%#

C<' 6 .. ,,00$%# ,,'-$0% &-$0%

C<, 6 . ,,'-$0% ,,''$## 6.75



? ).)C l5s 'col.4.*8? 2.))3E m5m '"ol.C.*

Iplicando la ormula se obtiene un diámetro 'D* de ).)3. +ste valor seencuentra entre los di3metros comerciales de )G y ) l50F, los que seránutilizados para la combinación.

"olumna )2& elocidad del lujo '* deinida mediante la 3rmula&

"olumna ))& !6rdida de carga unitaria 'h) y h0* en m., calculada paracada diámetro de tubería seleccionada mediante la ecuación&



"olumna )A& "ota inicial del terreno 'm.s.n.m.*. !ara e) diámetro mayor esigual a la cota inicial del terreno '"ol.A*/ mientras que para el diámetromenor es igual a la cota inal del tramo de tubería de diámetro mayor. +ste<ltimo valor se obtiene en el plano del peril de terreno '1igura (. )A*,entrando con la longitud de tramo de diámetro mayor.

"olumna )(& "ota inal del terreno 'm.s.n.m.*, obtenida del plano del peril

del terreno at inal de la tubería de diámetro mayor/ mientras que para latubería de diámetro menor, es igual at valor de la cota del terreno

"olumna )3& Desnivel del terreno 'in*, igual a la dierencia de la "ol.)A y la"ol. )(.

"olumna )E& !6rdida de carga acumulada 'in*, igual at valor acumulado dela "ol. )4.

"olumna )C& "ota piezom6trica inicial 'm.s.n.m.*, inicialmente igual al valorde la "ol.A y en el caso de la sección posterior igual a la piezometrica inalde la sección anterior



)JCJ +xperience Uith 7roup $echniques in "olombia. 1armer 1irst& 1armer Snnovation and Igricultural esearch. . "hambers, I. !acey and L. I.$hrupp. London, Sntermediate $echnology !ublications& )0E% )40.

Ka@eUell, !.

)JCE >ining. "olonial 9panish Imerica. L. Kethell. =eU Mor@, "ambridgeOniversity !ress& 0J4%0AJ.

Kerthelot, T.

)JEC FLHexploitation des >etaux !recieux au $emps des Sncas.F

eglamento nacional de ediicaciones



Perfil de la línea de conducción

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