Clase 9_Linea de Conduccion

7/25/2019 Clase 9_Linea de Conduccion

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LINEA DE

CONDUCCION


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GENERALIDADES


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Definiciones Importantes

Cmaras rompe presin: Estructura que permite disipar la

y reducir la presin relativa a cero (presin atmosfrica)finalidad de evitar daos a la tubera Carga dinmica: En cualquier punto de la lnea, repre

diferencia de la carga est!tica y la prdida de carga por fricc

tubera Golpe de ariete: "e denomina a la sobrepresin que rec

tuberas, por efecto del cierre brusco del flu#o de agua Lnea de conduccin: En un sistema por gravedad, es la

que transporta el agua desde el punto de captacin

reservorio %uando la fuente es agua superficial, dentro

longitud se ubica la planta de tratamiento


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Lnea gradiente hidrulica: Es la lnea que indica la pre

columna de agua a lo largo de la tubera ba#o condiciooperacin Lnea de impulsin: En un sistema por bombeo, es el tr

tubera que conduce el agua desde la estacin de bombeo

reservorio Nivel de carga esttica: &epresenta la carga m!'ima a

puede estar sometida una tubera al agua cuando se intbruscamente el flu#o

Prdida de carga unitaria (hf): Es la prdida de energ

tubera por unidad de longitud debida a la resistencia del ma

conducto al flu#o del agua "e e'presa en mm o mm


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Prdida por tramo (Hf) *iene a representar el producto prdida de carga unitaria por la longitud del tramo de tubera !eservorio: Es la instalacin destinada al almacenamiento

agua para mantener el normal abastecimiento durante el da "lvula de aire: *!lvula para eliminar el aire e'istente en

tuberas+ se las ubica en los puntos altos de la lnea

"lvula de purga: *!lvula ubicada en los puntos m!s ba#de la red o conduccin para eliminar acumulacin

sedimentos


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Informacin bsica para diseo

a) nformacin de la poblacin

b) nvestigacin de la fuente: %audal y temporalidad

c) -lano topogr!fico de la ruta seleccionada

d) Estudio de suelos y si es el caso estudio geo

para determinar la estabilidad del terreno

e) %alidad fisicoqumico de la fuente


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Consideraciones en el Trazado

Evitar pendientes mayores del ./0 para e

velocidades e'cesivas

En lo posible buscar el menor recorrido siemp

cuando esto no conlleve a e'cavaciones e'cesiv

otros aspectos

Evitar cru1ar por terrenos privados o comprome

para evitar problemas durante la construccin y e

operacin y mantenimiento del sistema


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2antener las distancias permisibles de vertedsanitarios, m!rgenes de ros, terrenos aluviales,

fre!tico alto, cementerios y otros servicios

3tili1ar 1onas que sigan o mantengan distancias c

a vas e'istentes o que por su topografa permicreacin de caminos para la e#ecucin, operaci

mantenimiento


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Evitar 1onas vulnerables a efectos producido

fenmenos naturales y antrpicos

4ener en cuenta la ubicacin de las canteras pa

prstamos y 1onas para la disposicin del m

sobrante, producto de la e'cavacin

Establecer los puntos donde se ubicar!n instalac

v!lvulas y accesorios, u otros accesorios especiale

necesiten cuidados, vigilancia y operacin


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!bras Cond"ccin

"e denomina obras de conduccin a las estruc

elementos que sirven para transportar el agua dcaptacin $asta al reservorio o planta de tratamiento

5a estructura deber! tener capacidad para conduc

mnimo, el caudal m!'imo diario

5os medios para conducir el agua pueden clasifica "istemas de 6ravedad "istemas de bombeo (mpulsin)


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C!ND#CCI! $!RGRA%EDAD


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L&neas de Cond"ccin por Gra'edad

En caso de una %onduccin por gravedad es cuando

fuente de abastecimiento se encuentra a un nivdeterminado mas alto sobre el lugar a servir, d

manera que el agua pueda llegar por gravedad al lug

de consumo con suficiente cantidad y a nivel superior

la poblacin


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L&nea de Cond"ccin por Gra'edad

5a conduccin por gravedad puede ser:

#$ Por medio de canales

%$ Por medio de &u'eras

5a velocidad no debe ocasionar depsitos ni e 5os canales deben ser revestidos y tec$ados

5a velocidad mnima se adoptar! de acuerdo al material en

pero en ning7n caso ser! menor a /8/ ms 5a velocidad m!'ima admisible ser!: 4ubos de concreto . ms 4ubos de 9%, acero, -*% ; ms

%uando la tubera traba#a como canal se recomiendan los s

valores de n de & 2anning: 9sbestocemento, -*% //


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5a conduccin mediante un canal, tendr! que seg

el contorno del relieve del terreno (seguir las curvas nivel) de tal manera que la pendiente del canal se

uniforme, por este motivo generalmente la longitud d

canal a comparacin de los conductos cerrad

(tuberas) es mas larga y mas costosa

-or otro lado un conducto cerrado puede ser

longitud mas corta pero requiere para que no es

sobredimensionado un mayor desnivel entre s

e'tremos


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>/

?/

8/

@/


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5os conductos cerrados (tuberas) tienen la ventde conservar el agua libre de contaminantes

Estas tuberas pueden funcionar a presin y

acomodan a todo relieve del terreno, teniendo cuida

en que ning7n punto de la tubera este sobre la lnde gradiente $idr!ulico


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Cistancia

*-

*-

*9

*9

-lanta de

4ratamiento

5inea de %onduccin

5inea de 6radiente Didraulica

Elevacin

%aptacin

"F$5

5

Cel g

observar cercano e

conduccin

gradiente

presiones

conduccin

por lo que

de menormenor cost

Btra d

evitar gran

instalando

rompe pres


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En los puntos mas 'aos de la tubera deber

e'istir vlvulas de purga, puesto que en estos puntse pueden acumular sedimentos que dificultaran

paso del agua creando turbulencia

Ce no e'istir puntos ba#os a lo largo de la lnea

conduccin, el &AE nos recomienda colocarvlvul

de purga cada %$ *m Ce distancia


%l'"las de $"r(a


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%l'"las de $"r(a

5as v!lvulas de purga se dimensionan seg7n l

recomendaciones siguientes: -ara tuberas de ?G a menos, la v!lvula de purga

del mismo di!metro de la lnea "i la tubera de la lnea es mayor a ?G, entonces

di!metro de la v!lvula ser! HG del di!metro de

lnea, siendo ?G el mnimo

5a v!lvula se ubicara entre /m de la lnea

conduccin y as evitara el socavamiento por la fuer

con que sale el agua de purga


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%l'"las de $"r(a


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"e debe evitar en la tubera de conduccin pun

mas altos que la lnea de gradiente ya qocasionaran formaciones de aire, obstruyendo

circulacin del agua puesto que e'istira pres

negativa muc$as veces formando vapor de agua y

otros casos se produce el fenmeno de cavitacin


%l'"las de Aire


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En los puntos mas altos de la conduccin s

deber! colocar vlvulas de aire, permitiendo el escap

del aire cuando llena la tubera y la entrada del mism

cuando esta vaca (necesarias en tuberas de ace

que son aplastados por el desequilibrio de presione

entre la parte interior del tubo y la atmosfera)

El &AE recomienda colocar vlvulas de aire cad

%$ *m de distancia si es que no $ubiera puntos altos


%l'"las de Aire


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En el caso de la v!lvula de aire la relacin q

guardara es de


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%l'"las de Aire



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#bicacin de %l'"las


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Cmara Rompe $resin)

%uando e'iste muc$o desnivel entre la captacin

algunos puntos a lo largo de la lnea de conduccipueden generarse presiones superiores a la m!'im

que puede soportar una tubera En esta situacin,

necesaria la construccin de cmaras rompe presi

que permitan disipar la energa y reducir la presi

relativa a cero (presin atmosfrica), con la finalidad devitar danos en la tubera


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Cmara Rompe $resin)

%uando la lnea de conduccin obligatoriamen

tiene que pasar por una 1ona de cota superior a lnea de gradiente $idr!ulica, entonces ubicaremos u

c!mara rompe presin que estar! dividiendo a la ln

en dos, tres o mas tramos con di!metros, presione

longitudes y pendientes de la lnea $idr!uli

independientes5o 7nico que permanece constante es el gasto JKG


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Cmara Rompe $resin)



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p

Cmara Rompe $resin)

L& d C d i G d d


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Ca"dal de Diseo

"i la captacin es agua superficial el caudal ser!

El


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Car(a esttica * dinmica

5a %arga Est!tica

m!'ima aceptable

ser! de ;/ m

%arga Cin!mica

mnima ser! de < m



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Seleccin del Dimetro de la T"ber&a

En el diseo de conduccin, lo fundamental es $ael di!metro de tubera mas adecuado para transpo

el caudal de diseo

En la determinacin de este di!metro se conside

diferentes soluciones, implicando estudios $idr!uli(velocidades y presiones) y estudios econmi

(di!metro mas econmico)



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En el estudio de la velocidad, estas no deber!n e'cesivas puesto que pueden afectar la tube

erosion!ndola o tambin produciendo el fenmeno

golpe de ariete, estas velocidades deber!n es

dentro de los limites de $+m,s como mnimo -

m,s como m/imo$



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"e puede reali1ar una combinacin de di!metro a de dic$a lnea de conduccin

9l combinar los di!metros de tuberas se puede va

perdidas de carga y reducir las presiones (dentro

limites admisibles) permitiendo as reducir acc

(c!mara rompe presin), di!metros de tuberas, emanera que el proyecto resulte menos costosa

Ao es recomendable la combinacin de di!metros

una lnea en serie, es practico y recomiendo si

cambiar di!metros, efectuarlos con una ca#a rompe p





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"e utili1ara las siguientes formulas obtene'perimentalmente para el calculo de la perdida

carga en tuberas, y son:

Da1en y Lilliams

Carcy M Leisbac$

L&neas de Cond"ccin por Gra'edadSeleccin del Dimetro de la T"ber&a

+ ,orm"las de Diseo



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0: %audal (lts)

C: %oeficiente de DML, varia de acuerdo al tipo de material

1: Ci!metro de la tubera (pulg)

2: -endiente de la lnea de gradiente $idr!ulica (mNm)

L: 5ongitud (Nm), solo para uso por gravedad


+ ,orm"las de Diseo

-azen * .illiams

TABLA DE V

(HTipo de T

Acero sin cost

Acero soldadoespiral

Cobre sin cos

concretoFibra de vidrio

Hierro fundido

Hierro fundidorevestimiento

Hierro galvan

!olietileno" As

-ara el calculo de la tubera que traba#a a presin:



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3: 9rea de la seccin (m>)

!: &adio $idr!ulico (m)

2: -endiente del fondo

n: %oeficiente de rugosidad

0: %audal (m.seg)


+ ,orm"las de Diseo

/annin(

calculo de tubera se recomienda esta formula

%uando el conducto traba#a como canal considerar los coeficientes de rugos

Coe&ciente de '

#n%(!$C ) 0(00*Concreto ) 0Fierro galvan0(010



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Esta seleccin de tubera la mas adecuada,

determina de acuerdo a diversos criterios, entre

cuales son:

%alidad de agua

4ipo de material de la tubera

&esistencia de presin de la tubera


0 seleccin de la clase de t"ber&as



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E'isten varias clases de tubera dependiendo del de material -ara la eleccin de un tipo se ti

presente: Ceben ser $ec$as de material durable Kue la tubera no transmita al liquido

caractersticas del material como olor, sabor, etc Ceben tener una adecuada resistencia mec!n

(manipuleo) Ceben ser de f!cil transporte, mane#o y disposici

pSeleccin del Dimetro de la T"ber&a

0 seleccin de la clase de t"ber&as



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El di!metro de la tubera, depender! para elmaterial

-resin a que traba#an las tuberas

"i son presiones ba#as se puede usar concreto arm

"i las presiones son O;,


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a)$ &u'eras de P"C

"on de alta resistencia, livianas (f!cil transp

colocacin), no erosionan con los !cidos, n

corrosivos

"u desventa#a es que posee poca resistenciatraccin


1 Descripcin de los tipos de T"ber&as



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Seleccin del Dimetro de la T"ber&a$resiones de traba2o para diferentes clases de t"ber&a de $%C



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')$ &u'eras de 3s'esto4Cemento



*enta#as: &esistencia a la corrosin Pa#o peso y son de f!cil ins 5as uniones son fle'ibles y 6ran resistencia a los esfue

Cesventa#as:

"on fr!giles, f!ciles de dafuertes -oseen ba#a resistencia a l El material puede ser corro

y sulfatos 5a durabilidad de la #unta

puede ser atacado por la a

4ipo 2agnani: son de espiga y

campana, se usan para ba#as

resistencia, su longitud es de ./m,

los di!metros son de >G, ?G, 8G y @G

con un %F


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#$ Concreto simple

normali5ado

se utili1an generalmente

para desagQes, se

pueden utili1ar $asta


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d)$ &u'eras de 6ierro 6undido

Estas tuberas son de costo alto

"e usan generalmente cuando la tubera es

contacto e'terno ya que posee alta resistencia e't

"on colocadas generalmente en la entrada y sal

reservorio, en obras de arte, etc donde est!n e'p

al contacto e'terno



L&neas de Cond"ccin por Gra'edadS l i d l Di t d l T b &


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e)$ &u'eras de 3cero$

-oseen gran resistencia interna, pero poca resi

e'terna, por esta ra1n se protege con concreto para

el aplastamiento y ser! necesario la colocacin de u

fle'ibles para solucionar la fluencia de los camb

longitud con los cambios de temperatura




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C!ND#CCI! $!R3!/3E!

L&neas de Cond"ccin por 3ombeo


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El sistema por bombeo se aplica cuando la fuen

de agua no posee la suficiente altura para pod

discurrir por gravedad y llegar al lugar de consum

como al nivel propuesto, siendo necesario utili1ar

bombeo para cumplir con las condiciones ant

mencionados El bombeo puede $acerse a un tanq

elevado que servir! de almacenamiento y don

adquirir! la presin requerida




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"i la fuente e abastecimiento se encuentra en

nivel inferior al lugar de consumo, se tendr!alternativa de bombeo para elevar el nivel de a

mediante la lnea de impulsin $asta llegar a

poblacin que $a de ser abastecida


!bras Cond"ccin


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Ds: altura de succin

Di: altura de impulsin

Df: perdida de carga

D est!tica F D succin

D din!mica F D est!tic

Df F $f succin R $f im



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5a altura de succin no podr! ser mayor a la alt

de la presin atmosfrica menos la suma de perdidas de carga

"i estamos bombeando desde un rio tendrem

especial cuidado , que el terreno sea duro y que el

no socave la captacin 5uego la estructura estconstituida por la toma o lnea de succin, luego

caseta de bombeo y continua la lnea de impulsin




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+ C d l d 3 b


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El caudal de bombeo de

una lnea de impulsin sediseara con el caudal m!'imo

diario, teniendo en cuenta el

periodo de bombeo

+ Ca"dal de 3ombeo

N: Aumero de $oras de

bombeo

"e recomienda que e

no sea mayor de


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"e efect7a un estudio del di!metro mas econmico debido

que la lnea de impulsin puede ser larga y por esta ra1n mucostosa -ara determinar el di!metro econmico se usa

formula de P&E""E

0 Dimetro Econmico

0': %audal de bombeo (m.s)

1: Ci!metro econmico (m)

Para fluo continuo (N7%8)

N: Aumero de $oras de b

Para fluo no continuo


0 Di t E i


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3na ve1 determinado el valor pasamos a comprobar co

di!metros cercanos al di!metro de P&E""E 9 este di!metro dla lnea de impulsin le agregamos un numero mas y tendremo

el di!metro de la lnea de succin

-or e#emplo si la lnea de impulsin es de G la lnea d

succin ser!


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5a potencia requerida para el equipo de bombeo se efectua

mediante la siguiente e'presin:

1 Calc"lo de la $otencia de la 3omba

Pot-otencia en Dp

0: %audal (lts)

H: 9ltura din!mica, (9ltura est!tica $f R perdida de carga)

n#Eficiencia de la motor

n%Eficiencia de la bomba

Censidad del liquido, para agua F

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