Facultad de Ingeniera

Ao de la Integracin Nacional y el Reconocimiento de Nuestra DiversidadUNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFacultad de IngenieraCarrera Profesional de Ingeniera Civil

Fernndez Ladera, David A.Carazas Barrios, Melyssa A.Trujillo Monago, Yessenia R.Ordaya Melgarejo, Irvin H.Ticse Diaz, Edson.Ingaruca Rodriguez, Frank.CATEDRTICOIng. Lavado Parra, RegnerHuancayo-Per 2013

DISEO DE UNA RED DE DISTRIBUCION CERRADA DE AGUA POTABLE POR EL MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTES

INDICEndice 3Dedicatoria4Agradecimiento5Resumen6Captulo I: Introduccin7Captulo II: Resultados122.1.-Red de Distribucin122.2.-Tipos de redes de distribucin132.3.- Ventajas y Desventajas152.4.-Diseo de una red de Distribucin 17 Longitud Equivalente19Bibliografa24Conclusiones25Recomendaciones26Anexos27Anexo N 128Anexo N 229Anexo N 336Anexo N 438Anexo N 540Anexo N 650

DEDICATORIA

Dedicamos este trabajo a nuestros padres, por haber estado en los momentos ms importantes de nuestras vidas y por ser nuestros modelos a seguir.

AGRADECIMIENTOEl agradecimiento para el Ing. Lavado Parra, Regner, quien comparti sus conocimientos sobre el tema y quien a su vez nos asesor en la elaboracin de este trabajo. Tambin agradecemos al Ing. Gastn Ramos Flores, quien nos brind unos alcances ms amplios sobre nuestro tema para la ejecucin de nuestro trabajo.

RESUMENEl presente trabajo de investigacin de carcter monogrfico abarca el tema de DISEO DE UNA RED DE DISTRIBUCION CERRADA DE AGUA POTABLE POR EL METODO DE LAS LONGITUDES EQUIVALENTES haciendo uso de la norma OS-050, considerando los parmetros necesarios que se estipulan en la norma mencionada anteriormente, as como tambin los pasos para la elaboracin de una red de distribucin a modo de ejemplo.

CAPITULO IINTRODUCCIONA menudo, se enfrenta la tarea de disear sistemas para fluidos como redes de caeras, y su clculo debe realizarse en base a las prdidas incurridas cuando un fluido fluye a travs de caeras, vlvulas, uniones, codos y otros elementos, as como tambin el comportamiento que adquirir el fluido en su recorrido con respecto a las variantes asociadas a l.

En la eleccin de un ducto para el transporte de fluidos, intervienen dos factores que se contradicen entre s. Por un lado est el tamao del conducto, el cual debe ser mantenido en el mnimo para reducir el costo de instalacin, y por la otra parte conviene que el ducto sea grande para reducir la friccin y por ende el costo de bombeo, es por este motivo que la generalidad principal va enfocada a solucionar los siguientes problemas.

1.1. Problema General

Cmo influyen los valores obtenidos por el mtodo de longitudes equivalentes en los clculos hidrulicos de una red de distribucin cerrada para abastecimiento de agua potable?1.2. Problemas Especficos

Cmo influye la utilizacin de la Norma OS-050 en el diseo hidrulico de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable?

Cmo influye la correcta elaboracin de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable en el correcto funcionamiento hidrulico del sistema?Es por este motivo que el enfoque del trabajo va orientado a resolver estos problemas, enfocndose en los siguientes objetivos1.3. Objetivo General

Explicar el impacto de los clculos obtenidos mediante el mtodo de Longitudes equivalentes en el clculo hidrulico de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable

1.4. Objetivos Especficos

Explicar el uso de la norma OS-050 en el diseo hidrulico de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable Explicar la correcta elaboracin de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable para su buen funcionamiento hidrulico.

1.5. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIONEl mtodo utilizado en el presente trabajo fue el mtodo descriptivo.

1.6. MARCO TEORICOSegn Moya, Prospero[footnoteRef:1]: Se le llama red de distribucin al conjunto de tuberas encargadas de proveer agua a toda la poblacin ya sea para uso domstico o industrial, estas tuberas tienden a lo largo de todas las calles de la ciudad. [1: Moya Sciga Prospero Jess. Ingeniero civil y sanitario]

Tipos de Redes de distribucin

Red de distribucin abierta o ramificada.

Ramificada tipo rbol: Utilizada en pequeas poblaciones Sistema de parrilla: Posee lneas principales en el sentido longitudinal y transversal alimentando a una red de menores dimensiones. Espina de pescado: Conducto principal que corre por la calle principal de la poblacin.

Red de cerrada o mallada.

Sistema en malla Sistema de circuito cerradoSegn VIERENDEL (2005)[footnoteRef:2], es el conjunto de tuberas que partiendo del reservorio y siguiendo su desarrollo por las calles de la ciudad sirven para, llevar el agua potable al consumidor. Forman parte de la red de distribucin accesorios como: vlvulas, hidrantes, reservorio reguladores ubicados en diversas zonas, etc. [2: VIERENDEL, ingenieros civiles UNI especializado en]

Ventajas y desventajas de cada tipo de red.Segn la norma OS.050 REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA, los parmetros necesarios para la ejecucin y elaboracin de una red de distribucin son las que se detallan a continuacin: Disposiciones especificas para diseo

Levantamiento topogrfico Suelos Poblacin Caudal de diseo Anlisis hidrulico Mtodo de longitudes equivalentes Dimetro mnimo Velocidad Presiones

Conexin Predial

Diseo Elementos de la conexin Ubicacin Dimetro mnimo

1.7. MARCO CONCEPTUAL

Conexin predial simple: Aquella que sirve a un solo usuario Conexin predial mltiple: Es aquella que sirve a varios usuarios Elementos de control: Dispositivos que permiten controlar el flujo de agua. Hidrante: Grifo contra incendio. Redes de distribucin: Conjunto de tuberas principales y ramales distribuidores que permiten abastecer de agua para consumo humano a las viviendas. Ramal distribuidor: Es la red que es alimentada por una tubera principal, se ubica en la vereda de los lotes y abastece a una o ms viviendas. Tubera Principal: Es la tubera que forma un circuito de abastecimiento de agua cerrado y/o abierto y que puede o no abastecer a un ramal distribuidor. Caja Porta medidor: Es la cmara en donde se ubicar e instalar el medidor Profundidad: Diferencia de nivel entre la superficie de terreno y la generatriz inferior interna de la tubera (clave de la tubera). Recubrimiento: Diferencia de nivel entre la superficie de terreno y la generatriz superior externa de la tubera (clave de la tubera). Conexin Domiciliaria de Agua Potable: Conjunto de elementos sanitarios incorporados al sistema con la finalidad de abastecer de agua a cada lote. Medidor: Elemento que registra el volumen de agua que pasa a travs de l.

CAPITULO IIRESULTADOS

2.1. RED DE DISTRIBUCINEs el conjunto de tuberas que sirven para llevar agua potable al consumidor ya sea para su uso domstico industrial. Forman parte de la red de distribucin accesorios como: vlvulas, hidrantes, reservorio reguladores ubicados en diversas zonas, etc.Universidad Peruana los AndesFacultad de IngenieraCarrera profesional de Ingeniera Civil

Las redes de distribucin de agua potable en los pueblos y ciudades son generalmente redes que forman anillos cerrados. Por el contrario las redes de distribucin de agua en las comunidades rurales dispersas son ramificad2.2. TIPOS DE REDES DE DISTRIBUCIN

2.2.1. RED DE DISTRIBUCIN ABIERTA O RAMIFICADA

a) RAMIFICADA TIPO ARBOL. Este sistema es utilizado en pequeas poblaciones que se extienden linealmente a lo largo de una va principal o rio.

GRFICO N1: Red de Distribucin abierta tipo rbol.b) SISTEMA DE PARRILLA.El sistema de parrilla posee lneas principales en el sentido longitudinal y transversal alimentando a una red de menores dimensiones. Este sistema tiene desventaja que en las zonas alejadas al reservorio, se incrementan las prdidas de carga, reduciendo la presin disponible. Es conveniente para poblaciones pequeas no muy extendidas con calles principales segn dos ejes.c) ESPINA DE PESCADO.Consiste de un conducto principal que corre por la calle principal de la poblacin; el cual va disminuyendo de dimetro a medida que avanza y que alimenta conductos laterales que se desprenden de l.Es adecuada para poblaciones pequeas de trazo longitudinal y tiene el inconveniente de no dar buenas distribuciones de presiones y requerir mayores dimetros porque todo el flujo es a travs de un conducto principal.

2.2.2. RED DE CERRADA O MALLADA.

a) SISTEMA EN MALLA.

Es aquel en que las tuberas principales rodean el rea a servir, del cual suministra toda la dotacin por medio de tuberas de menor dimetro (secundarias) unidas por sus dos extremos a este circuito y estn conectadas entre s. Este sistema es utilizado en ciudades de mediano y gran tamao, teniendo la ventaja de ser econmico puesto que la prdida de carga se reduce al ser alimentado cada tramo por sus extremos.

GRFICO N 2: Sistema de distribucin cerrada en malla.b) SISTEMA DE CIRCUITO CERRADO.

Consiste de un sistema de conductos principales que rodean a un grupo de manzanas de las cuales parten tuberas de menor dimetro, unidas en sus extremos al eje. Este sistema es apropiado para ciudades de mediano y gran tamao, tiene la ventaja que como cada tubera es alimentada en sus dos extremos, se disminuye el recorrido por lo tanto disminuye la prdida de carga.

GRFICO N3: Red de Distribucin Cerrada o Mallada2.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE CADA TIPO DE RED.Ante la posibilidad de tener que escoger entre una Red de Distribucin de Agua Potable del Tipo Abierta o una del Tipo Cerrada, es conveniente tener en cuenta aspectos como los que referimos a continuacin:

DESVENTAJA DE LAS REDES ABIERTASVENTAJA DE LAS REDES CERRADAS

Ante la falla o rotura de alguna de las tuberas que la conforman, se tendr que afectar (dejar sin servicio) a todos los usuarios que estn atendidos desde las tuberas aguas abajo de la rotura, mientras se realiza la reparacin necesaria.Este tipo de configuracin es el ms conveniente desde el punto de vista de eficiencia y de garanta del servicio. Es decir, ante la posible rotura de alguna de sus tuberas, se lograr afectar a menor cantidad de usuarios, al establecerse rutas alternas al flujo a travs de las mallas que conforman a la red.

GRFICO N4: Desventaja de las redes del tipo abierto

GRFICO N5: Ventajas de las redes del tipo Cerrada

CUADRO COMPARATIVO 1: DESVENTAJA RED DEL TIPO ABIERTO Y VENTAJA DEL TIPO CERRADO

2.4. DISEO DE UNA RED DE DISTRIBUCION.Segn la norma OS.050 REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA, los parmetros necesarios para la ejecucin y elaboracin de una red de distribucin son las que se detallan a continuacin:2.4.1. LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO (VER ANEXO 1).La informacin topogrfica para la elaboracin del proyecto incluir:a) PLANO DE LOTIZACIN con curvas de nivel cada 1m .indicando la ubicacin y detalles de los servicios existentes y/o cualquier referencia importante.

b) PERFIL LONGITUDINAL a nivel del eje del trazo de las tuberas principales y/o ramales distribuidores en todas las calles del rea de estudio y en el eje de la va donde tcnicamente sea necesario.

c) SECCIONES TRANSVERSALES de todas las calles. Cuando se utilicen ramales distribuidores, mnimo 3 cada 100 metro son terrenos planos y mnimo 6 por cuadrado donde exista desnivel pronunciado entre ambos frentes de calle y donde exista cambio de pendiente. En Todos los casos deben incluir su nivel de lotes.

d) PERFIL LONGITUDINAL de los tramos que sean necesarios para el diseo de los empalmes con la red de agua existente.

e) BM Se ubicar en cada habilitacin un BM auxiliar como mnimo y dependiendo del tamao de la habilitacin se ubicarn dos o ms, en puntos estratgicamente distribuidos para verificar las cotas de cajas a instalar.2.4.2. SUELOS (VER ANEXO 2).Se deber realizar el reconocimiento general del terreno y el estudio de evaluacin de sus caractersticas, considerando los siguientes aspectos:a) Determinacin de la agresividad del suelo con indicadores de PH, sulfatos, cloruros y sales solubles totales.

b) Otros estudios necesarios en funcin de la naturaleza del terreno, a criterio del consultor.

2.4.3. POBLACIN (VER ANEXO 3).Se deber determinar la poblacin y la densidad poblacin al para el periodo de diseo adoptado.La determinacin de la poblacin final para el periodo de diseos adoptados se realizar a partir de proyecciones, utilizando la tasa de crecimiento distrital y/o provincial establecida por el organismo oficial que regula estos indicadores.2.4.4. CAUDAL DE DISEO (VER ANEXO 4).La red de distribucin se calcular con la cifra que resulte mayor al comparar el gasto mximo horario con la suma del gasto mximo diario ms el gasto contra incendios para el caso de habilitaciones en que se considere demanda contra incendio.2.4.5. ANLISIS HIDRULICO. Las redes de distribucin se proyectarn, en principio y siempre que sea posible en circuito cerrado formando malla. Su dimensionamiento se realizar en base a clculos hidrulicos que aseguren caudal y presin adecuada en cualquier punto de la red debiendo garantizar en lo posible una mesa de presiones paralela al terreno.Para el anlisis hidrulico del sistema de distribucin, podr utilizarse el mtodo de Hardy Cross o cualquier otro equivalente.Para el clculo hidrulico de las tuberas, se utilizarn frmulas racionales. En caso de aplicarse la frmula de Hazen y Williams, se utilizarn los coeficientes de friccin que se establecen en la Tabla No 1. Para el caso de tuberas no contempladas, se deber justificar tcnicamente el valor utilizado del coeficiente de friccin. Las tuberas y accesorios a utilizar debern cumplir con las normas tcnicas peruanas vigentes y aprobadas por el ente respectivo.

TABLAN1: COEFICIENTESDEFRICCINCENLAFRMULADEHAZENYWILLIAMS

a) MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTES (VER ANEXO 5).El principio del mtodo es el de reemplazar la red de tuberas existente por una red hidrulicamente ms sencilla, en la cual se determine el caudal en cada tramo, para luego regresar a la red real y determinar los dimetros correspondientes

GRFICO N 6 (a) Tubera original, (b) Tubera equivalente.

El mtodo de la Longitud Equivalente es de amplio uso en el diseo de instalaciones de pequeo dimetro (Instalaciones Sanitarias en Edificaciones) no significando esto que no sea aplicable a sistemas de mayor dimetro. El problema, en el caso del diseo de Aducciones, por ejemplo, es la poca disponibilidad de valores referenciales de Longitud Equivalente para dimetros superiores a los 400 mm.2.4.6. DIMETRO MNIMO El dimetro mnimo de las tuberas principales ser de 75 mm para uso de vivienda y de 150 mm de dimetro para uso industrial.En casos excepcionales, debidamente fundamentados, podr aceptarse tramos de tuberas de 50 mm de dimetro, con una longitud mxima de 100 m si son alimentados por un solo extremo de 200 m si son alimentados por los dos extremos, siempre que la tubera de alimentacin sea de dimetro mayor y dichos tramos se localicen en los lmites inferiores de las zonas de presin. El valor mnimo del dimetro efectivo en un ramal distribuidor de agua ser el determinado por el clculo hidrulico. Cuando la fuente de abastecimiento es agua subterrnea, se adoptar como dimetro nominal mnimo de 38 mm o su equivalente.En los casos de abastecimiento por piletas el dimetro mnimo ser de 25mm.

GRFICO N7. Dimetro de tubera para saneamiento

2.4.7. VELOCIDAD La velocidad mxima ser de 3 m/s. En casos justificados se aceptar una velocidad mxima de 5 m/s.

GRFICO N 8. Velocidad de agua

2.4.8. PRESIONES La presin esttica no ser mayor de 50 m en cualquier punto de la red. En condiciones de demanda mxima horaria, la presin dinmica no ser menor de 10 m.

GRFICO N9. Presin de Agua

2.4.9. CONEXIN PREDIAL (VER ANEXO 6).

a) DISEO Debern proyectarse conexiones prediales simples o mltiples de tal manera que cada unidad de uso cuente con un elemento de medicin y control.b) ELEMENTOS DE LA CONEXIN. Deber considerarse: Elemento de medicin y control: Caja de medicin Elemento de conduccin: Tuberas Elemento de empalme

c) UBICACIN El elemento de medicin y control se ubicar a una distancia no menor de 0,30 m del lmite de propiedad izquierdo o derecho, en rea pblica o comn de fcil y permanente acceso a la entidad prestadora de servicio, (excepto en los casos de lectura remota en los que podr ubicarse inclusive en el interior del predio). d) DIMETRO MNIMOEl dimetro mnimo de la conexin predial ser de 12,50 mm.

BIBLIOGRAFA.Para el trabajo en mencin, se hizo uso de las siguientes bibliografas: Moya Sciga, Prospero Jess; Abastecimiento de Agua potable y Alcantarillado; Lima- Per; 1ra Edicin; pg. 150-165.

VIERENDEL, Abastecimiento de agua y alcantarillado; Lima-Per; Editorial CIENCIAS; 3ra edicin 2005; pg. 89- 96.

Tutoriales ingeniera civil : http://ingenieriacivil.tutorialesaldia.com/red-de-distribucion-de-agua-potable-abierta-o-cerrada/;2000.

Lpez Cualla, Ricardo Alfredo; Elementos de Diseo para Acueductos y Alcantarillado; Colombia; Grupo Editorial 87; 5ta Edicin 2000; pg. 245-262.

CONCLUSIONESSegn el trabajo realizado y acorde a los resultados obtenidos se pudo llegar a las conclusiones siguientes. Los clculos realizados por el mtodo de las longitudes equivalentes arrojaron resultados favorables para el diseo de red de agua potable, estando dentro de los parmetros aceptables.

La norma OS-050 estable los pasos a seguir y las pautas de diseo para una correcta elaboracin de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable

La correcta elaboracin de una red de distribucin cerrada por el mtodo de longitudes equivalentes para abastecimiento de agua potable para su buen funcionamiento son los siguientes:

Revestimiento con tefln de los puntos de empalme (tubera-vlvula) Aplicacin de pegamento en los puntos de unin (tubera-Te, tubera-codo, tubera-Ye, tubera-cruz, Tubera-Te con reduccin a )

RECOMENDACIONESSegn el trabajo realizado y acorde a los resultados obtenidos se pudo llegar a las siguientes recomendaciones. Se recomienda realizar los clculos de forma ordenada y minuciosa para evitar que estos resultados arrojen los datos exactos y estos nos alteren de forma alguna los resultados finales.

Se recomienda seguir de forma detallada lo estipulado en la norma OS-050 para el diseo de redes de distribucin, dado que esta nos da los parmetros que necesitamos para el correcto diseo de la misma.

Se recomienda la utilizacin de materiales de primera calidad, puesto que el uso de materiales de mala calidad tienden a verse afectadas por el funcionamiento del sistema (presiones y cargas externas)

ANEXOS

ANEXO N 1Levantamiento Topogrfico

ANEXO N 2Estudio de Suelos

1.1. Ubicacin del rea de estudio.

DISEO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE RURAL DE LA LOCALIDAD DE ALLPACHACA, DISTRIRO DE LIRCAY, PROVINCIA DE ANGARARES Y HUANCAVELICA1.2. Base Topogrfica.Para realizar el presente trabajo, se ha contado con el plano del Distrito de lircay proporcionada por la Municipalidad Distrital a la escala de 1:5000; as mismo con los planos geolgicos a la escala de 1:100,000 del Instituto Geolgico Minero y Metalrgico.1.3. Geologa del rea de estudio.El Distrito de lircay se asienta sobre una superficie suavemente ondulada. El suelo est conformado por arenas de color gris, de grano fino, en algunos sectores ferruginosos, poco densos y poco compactos, en otros sectores se observan pequeas lentes de suelos limo-arenos o salimo-arcillosos ms compactos.

1.4. Actividades realizadas.Para la ejecucin del presente trabajo, se realizaron las siguientes actividades:

Reconocimiento de los sectores para programar las excavaciones. Reconocimiento Geolgico de las diferentes reas. Trabajos de excavacin, descripcin de calicatas y muestreos de suelos alterados e inalterados Ensayos de laboratorio y obtencin de parmetros Fsico-Mecnicos de los suelos. Anlisis de la Capacidad Portante y Admisible del terreno con fines de cimentacin. Evaluacin geolgica y geotcnica y toma de fotografas de la zona de estudio.

Redaccin del informe.

1.5. Excavacin de CalicataCon la finalidad de ubicar los puntos de excavacin de las calicatas, en el terreno se realiz un reconocimiento de campo, determinndose con una seccin de 1.00x1.50x1.80m. De profundidad, ubicadas en las reas de inters.En las calicatas excavadas, se realizaron muestreos de los horizontes estratigrficos y su correspondiente descripcin, as mismo la obtencin de muestras disturbadas para los ensayos granulomtricos, lmites de plasticidad, peso especfico, anlisis qumicos, ensayos de permeabilidad de suelos y toma de muestras de suelos inalterados constituidos por monolitos que permitieron obtener los parmetros mediante ensayos de corte directo, asentamiento diferencial (compresibilidad de suelos), etc.

Posteriormente se realiz la descripcin litolgica de los diferentes horizontes

1.6. Descripcin de Calicatas.Con la informacin obtenida mediante los anlisis granulomtricos, y observando el perfil estratigrfico de las calicatas, se han elaborado las columnas estratigrficas respectivas. Los suelos predominantes en el rea de estudio son los siguientes:

Arenas (SP).Estos tipos de suelos se presentan en los sectores V y VI y en la zona de expansin urbana, son arenas de grano medio afino de color marrn claro, medianamente hmedo y medianamente compacto.

Arenas(SM-SP).Este tipo de suelos predominan en los sectores III, IV, V y VI. Los suelos corresponden a arenas con limos, mal gradadas de color marrn claro, medianamente hmedas, medianamente compactas y presentan xidos de hierro.

Arenas Arcillosas (SC, SM).Estos suelos se ubican en los sectores I ,II, III y VI. Los suelos corresponden a una mezcla de arenas arcillosas, arenas limosas, arenas limo-arcillosas, medianamente compactas con presencia de carbonatos y de mediana resistencia a la penetracin, de color marrn claro a oscuro.

Arcillas Arenosas (CL).Son de color marrn oscuro, compacto y resistente, de mediana plasticidad y poco hmedo. Este tipo de suelos se ubican en algunos tramos de los sectores II y III.

1.7. Muestreo de Suelos Alterados Inalterados.En las calicatas excavadas se realiz el muestreo de los diferentes horizontes estratigrficos y su correspondiente descripcin, teniendo en cuenta los tipos de suelos, su clasificacin, presencia del nivel fretico, etc.

Posteriormente se realiz la descripcin litolgica de los diferentes horizontes y elaboracin de la columna estratigrfica generalizada.

1.8. Ensayos de Laboratorio.La toma de muestras disturbadas se realiz para cada horizonte, as como en algunos casos de tipo compsito cuando las capas resultaban muy pequeas en espesor. Las muestras fueron depositadas tanto en los boxes para ensayos de humedad natural, como en bolsas plsticas para ensayos granulomtricos, lmites de Atterberg, peso especfico y monolitos para los ensayos de corte directo y asentamiento diferencial. Los ensayos se realizaron segn normas tcnicas especficas.

Con los anlisis granulomtricos y lmites de Atterberg, as como por observaciones de campo, se han obtenido los perfiles estratigrficos que acompaan el presente informe.

Anlisis granulomtricos por TamizadoASTMD-422 Lmite LquidoASTMD-423 Lmite PlsticoASTMD-424 Corte Directo con especmenes remoldados y saturadosASTMD-3080 Peso Especfico de SlidosASTMD-854 Anlisis Qumicos del contenido de sales, agresivas al concreto.

1.9. Contenido de Humedad Natural.De acuerdo a los ensayos realizados, se han podido establecer rangos de humedad natural de acuerdo a los tipos de suelos y su relacin con la presencia ausencia de la napa fretica. La humedad vara de acuerdo al tipo de los suelos as como por su cercana a la napa fretica.

1.10. Peso Especfico.La mayora de suelos ensayados, muestran valores muy dismiles, de pendiendo del tipo, composicin mineralgica y grado de compactacin; siendo los de menores valores las arenas arcillosas que varan entre 2.57 y 2.58gr/cm3 y los de mayores valores corresponden a los suelos de arenas con limos y arenas de grano medio a fino con rangos comprendidos entre 2.62gr/cm3.y 2.63gr/cm3.

1.11. Anlisis Granulomtrico por Tamizado.

Este ensayo realizado utilizando mallas de acuerdo a las normas ASTM, mediante lavado en seco, que permiti la clasificacin de los suelos de la siguiente manera:

Suelos SP, SP-SM. Suelos SC, SM. Suelos CL.

1.12. Lmites de Atterberg.

Se realizo el ensayo con el fin de determinar el ndice de plasticidad de los suelos generalmente arcillo-arenosos, ubicadas en algunos tramos de los sectores II y III del rea de estudio y presentan valores de ndice de plasticidad que varan entre 6.60% y 15.84%, los que se pueden apreciar en los formatos respectivos que acompaan al presente informe.

1.13.-LmitedeContraccin.

Con la finalidad de evaluar la contraccin de las arcillas ante la disminucin del contenido de agua en periodos de sequas eso meti la muestra tallada en un anillo de corte de rea de 25.16 cm. y altura de 2.0cm. Previamente saturada y luego colocado en el horno a 110C, durante 24 horas, habindose obtenido valores promedios de lmites de contraccin comprendidos entre 5.25 - 8.24%.

1.14.-ResistenciaalaCompresinUniaxialsinConfinamiento.

El objetivo es introducir un procedimiento para evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos se utiliza el equipo de consolidacin unidimensional que aplica carga vertical creciente sobre un testigo cilndrico de suelo arcilloso, hasta producir la falla o rotura tal como se muestra en el formato del ensayo realizado obtenindose una resistencia a la compresin uniaxial de qu=0.776Kg/cm2 en terrenos arcillo arenosos hasta 1.073Kg/cm2 en los terrenos areno arcillosos,

Gravas arcillosas en una matriz arcillosa con cementante calcreo.

1.15.-ResistenciaalCorteDirectodeSuelos.

Con la finalidad de obtenerlos parmetros del ngulo de rozamiento interno () y la cohesin (C) de los materiales, se programaron ensayos de corte, en muestras inalteradas en los suelos de tipo de arcillas arenosas (CL) y arenas arcillosas (SC) de baja a mediana compacidad, en los intervalos de 0.60 a 1.60m. de profundidad, considerando el tipo de suelo predominante,

ANEXO N 3POBLACION

CALCULO DE POBLACIONCalculo de poblacin por el mtodo aritmtico Poblacin (1993) = 243 Poblacin (2007) = 292AOPAtPf PAPA*tP/PA*tr*t

1993

2007243

292144934020.014

0.196

14 0.196

317AOPAtPf PAPA*tP/PA*tr*t

1993

2007

2013243

292

31714

649

253402

17520.0144

0.0143

0.196

0.086

20 0.282

ANEXO N 4CAUDAL DE DISEO

CAUDAL DE DISEO Consumo promedio anual

Consumo mximo diario:

Consumo mximo horario:

Para efectos se clculos se hace una comparacin entre los datos obtenidos y seleccionamos el de mayor dimensin.

0.306 < 0.352

Por lo tanto el caudal de diseo es: 0.352 lt/s

ANEXO N 5LONGITUDES EQUIVALENTES

EJEMPLO DE DISEOLa red de distribucin proyectada es la que se muestra en la figura.Las condiciones de diseo son las siguientes:Caudal De DiseoPara efectos de clculo del caudal de diseo, se considera una demanda industrial localizada y para efectos del ejemplo de clculo, se tomara en cuenta la necesidad del caudal de incendio de 2 hidrantes (caudal de 5 L/s cada uno) Funcionando de manera continua durante un periodo de 2 horas.

La demanda domstica se determinara a partir del caudal mximo diario de los ejemplos anteriores de 13 L/s y para una poblacin de diseo de 6293 habitantes, se toma un factor de mayo racin del caudal mximo diario de 1-8

ALTERNATIVA N1:Caudal mximo diario=13.0 L/sCaudal Industrial=0.8 L/sCaudal de Incendio=10.0 L/s (5 L/s * 2 hid.)TOTAL=23.8 L/s

ALTERNATIVA N2:Caudal mximo horario=23.4 L/s (13 L/s * 1.8)Caudal Industrial=0.8 L/sTOTAL=24.2 L/s

ALTERNATIVA N3:Caudal mximo horario=23.4 L/sCaudal Industrial=0.8 L/sCaudal de Incendio=10.0 L/s (5 L/s * 2 hid.)TOTAL=34.2 L/s

Tomando el caudal de diseo como el mayor caudal obtenido de las tres alternativas anteriores, se tiene entonces que:

Presin de DiseoPara edificaciones de hasta 2 pisos, se toma de la tabla 13.1 una presin minina de servicio de 15 metros.Diseo de la Lnea MatrizLa lnea matriz o tubera de conduccin entre el tanque de almacenamiento y la red de distribucin funciona a presin como se indica en la figura 13.11 y tiene las siguientes caractersticas:

Material de tubera: Asbesto- cementoC=140Clase de la tubera:20Cota del nivel de agua en el tanque=62.70Cota del terreno del nudo 1 de la red=42.55Cota piezometrica a la entrada de la red=42.55+15.00=57.55Longitud de la conduccin=200m

En este diseo se toma el dimetro comercial superior y se determina posteriormente la cota piezometrica final a la entrada de la red, y adicionalmente se desprecian las perdidas menores por accesorios. Sin embargo puede hacerse tambin el diseo de la tubera siguiendo los lineamientos visitos en el captulo 10. Entonces, para una tubera de 6 (0.152 m) se tiene:

Cota piezometrica en el nudo 1=62.70 4.16 =58.54Presin en el nudo 1=58.54 42.55 = 15.99 m

Distribucin de caudales en la redDebido a la falta de un estudio de planeacin de la poblacin, y como ejemplo terico, se supone una distribucin del caudal domestico proporcional a la longitud de la tubera alimentada. La hiptesis de distribucin adoptada, puede estar acuerdo con las condiciones topogrficas del proyecto, como se indica en la figura 13.12.Caudal a repartir

TramoLongitud propia (m)Longitud alimentada (m)Longitud total (m)Caudal

1 - 23003006003.79

1 - 3424.26300724.264.55

3 - 23006009005.65

3 - 43002005003.14

2 - 53002005003.14

5 - 43002005003.14

1924.2618003724.2623.4

El caudal total en cada uno de los nudos es:NudoDom (l/s)Ind (L/s)Inc (L/s)Q (L/s)

1-34.20

23.78+5.65=9.439.43

34.550.85.35

43.14+3.14=6.285.0011.28

53.145.008.14

23.40.810.000.00

El caudal en cada tramo se calcula como:TramoHiptesis de DistribucinQ (L/s)

1 3Por mitad17.10

3 2(Q(1-3) D(3))/25.87

1 2Por mitad17.10

2 5Q(1 - 2) + Q (3 2) D(2)13.55

5 4Q(2 5) D(5)5.41

3 4(Q(1-3) D(3))/25.87

CALCULO DE LAS MALLAS POR EL METODO DE LONGITUDES EQUIVALENTESLa distribucin de caudales es la misma que se utilizada en la solucin de Cross. De manera diferente de la del mtodo anterior, en el cual los dimetros de la tubera se seleccionan previamente, en el mtodo de longitudes equivalentes se debe seleccionar previamente la distribucin de presiones sobre las mallas.Distribucin de PresionesTrazando una diagonal entre los nudos extremos ( 1 y 4), se divide esta en 10 partes iguales, por lo que se tiene:Cota piezometrica en el nudo 1=57.54 (presin=15.99 m)Cota piezometrica en el nudo 4=56.51 (presin=16.00 m)Carga Hidrulica disponible=58.54 56.51 = 2.03 m Dividiendo en 10 partes, la cada en cada subdivisin ser aproximadamente de 20 cm.La cota piezometrica para cada uno de los nudos de las mayas se obtiene interpolando las cotas piezometrica de la grfica anterior .La carga hidrulica disponible en cada tramo se obtiene de la diferencia de cotas piezometricas en los nudos inicial y final.A continuacin se presente el clculo hidrulico de la red y sus resultados definitivos. RESULTADOS DEFINITIVOSTramoLongitud(m)Caudal(L/s)Le(m)(m)()()L1(m)V1(m/s)D2()L2(m)V2(m/s)

1-2300.0011.91664.960.155.8240.541.476299.460.65

1-3424.2622.29306.140.197.34646.631.228377.640.69

3-2300.0010.62371.840.176.566127.000.588173.000.33

2-5300.0013.11560.870.156.036241.410.72858.590.40

5-4300.004.97746.420.145.6946.520.616293.480.27

3-4300.006.321701.430.124.80476.730.786223.270.35

OBSERVACIONES DEL DISEO

En trminos de las velocidades en la red, todos los tramos son satisfactorios menos en tramo 5 4, en el cual la velocidad de 0.27 m/s para la longitud correspondiente de 6es baja. Este problema puede ser resuelto aumentando la carga disponible para el tramo, lo cual se logra disminuyendo el Angulo de inclinacin de las piezometrica transversales.

En el tramo 1-2 puede colocarse tubera de 6 a todo lo largo de los 300 metros.

Puede intentarse otra distribucin de presiones con el fin de modificar la ampliacin de 6 a 8 pulgadas en los tramos 3-2 y 2-5

ANEXO N 6Conexiones Prediales

CONSTRUCCION DE LA RED DE DISTRIBUCION CERRADA1. COMPRA DE MATERIALES PARA EL ARMADO DE LA RED.

MATERIALES UNDCANTIDADTuberas PVC 1 m20 (4 tubos)TEEsund7Codosund3Tee con reductores a und17Cruzund2Valvulasund35Teflnund6Pegamentound5Tuberia 1Tee

CodoTee con reduccion a

Cruz (Hechizo)valvulas

Tefln Pegamento

2. SE PROCEDIO EL USO DEL TEFLON EN ENVOLVER LOS EMPALMES PARA LAS VALVULAS

3. SE PROCEDIO AL CORTE DE LAS TUBERIAS

4. SE PROCEDIO AL PEGADO DE LAS TUBERIAS CON LAS VALVULAS PARA LUEGO SEGUIR CON LA CRUZ, TEES, TEES CON REDUCCION A Y CODOS.

5. UNA VEZ COMPLETADO EL ARMADO DE LA RED DE DISTRIBUCION DE PROCEDIO A HACER LAS PRUEBAS PARA DETECTAR SI HABIAS FUGAS DE AGUA O NO.

6. UNA VEZ COMPLETADA EL ARMADO DE LA RED DE DISTRIBUCION CERRADA, DETECTAMOS PEQUEAS FUGAS DE AGUA EN LAS VALVULAS.

7. UNA VEZ OBSERVADO LA FUGA DE AGUA SE PROCEDIO A LA REPARACION DEL PROBLEMA SIN DARNOS CUENTA Q LO ESTABAMOS EMPEORANDO Y DE REPENDETE SE ROMPI LA UNION DE LA VALVULA CON LA TUBERIA, PARA LUEGO DESPEGARSE LA CRUZ HECHIZO Y ASI FUE DE MAL EN PEOR Y PARA NO CONTINUAR CON EL DESTROSO LO DEJAMOS ASI.

Quiebre de la unin de la tubera Despegue de la cruz hechizoa la vlvula

Vista completa de los daos producidos y pensando una solucin al problema

Resultado final de la maqueta a operar en la muestra de campo