Metodo de Longitudes Equivalentes -Grupo 02
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ABASTECIMIENTO DE AGUA YALCANTARILLADO
INTEGRANTES: ARENAS ORTEGA, Gabriela C.
CAMPOS SOL IS, Eleana
CRDOVA VILLANES, Ed uard o A.
FEBRES RUIZ, Ru bn D.
HUIZA RUIZ, Alfredo E.
LAZARO PECHO, ngel D.
MATOS VILCHEZ, Carlo s M.
MORENO TORPOCO, Alf redo
SARA APAZA, Nery L .
YAURI GMEZ, Cint hi a Merced es
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIA
ESPECIALIDAD DE INGENIERIA CIVIL
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INTRODUCCION
RESULTADOS
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
CASO PRACTICO
RESUMEN
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RESUMENDentro del sistema de abastecimiento de agua, se encuentra la red dedistribucin la cual nace de la primera bifurcacin de la lnea de aduccin, redque est conformada por tuberas principales y ramales secundarios, siendo lasprimeras calculas por distintos mtodos de diseos mientras que las segundasse derivan a travs de las normas y reglamentos pertinentes. Dentro de losmtodos mencionados anteriormente para el clculo de las tuberas principales,el mtodo empleado en el presente trabajo es de longitudes equivalentes, el cualconsiste en la sustitucin o reemplazo de elementos del sistema de tuberas porun sistema hidrulicamente ms sencillo, en la cual se puedan realizar los
clculos pertinentes y de ah regresar al sistema original para el diseo de la red.Al igual que en otros mtodos de clculo se basa en las frmulas de Hazen-Willliams, y sigue un clculo operativo y secuencial a travs de condicionales.Este sistema de clculo nos permite la utilizacin de manera arbitraria dedimetros supuestos dentro de nuestra red, la cual nos permitir obtenerecuaciones para el clculo de las longitudes equivalentes de las tuberas, con lascondiciones de diseo propias del mtodo se busca el clculo de los caudales
reales a travs de un sistema de iteraciones hasta que la malla equivalente seencuentre en equilibrio, tras lo cual se procede a calcular el dimetrocorrespondiente a cada tramo de la malla, despejando este de la condicin deigualdad de prdidas totales entre la malla real y la malla equivalente.
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INTRODUCCINSe le da el nombre de "red de distribucin" al conjunto de tuberas cuya funcin
es la de suministrar el agua potable a los consumidores de la localidad y queparte desde la primera divisin de la lnea de aduccin dentro del sistema deabastecimiento de agua.
La red de distribucin est conformada por tuberas "principales" y de "relleno".Adems de las tuberas existen otros accesorios tales como vlvulas de control ode incendios, vlvulas de purga, hidrantes, cruces, codos, tees, reducciones ytapones.
El diseo o clculo de la red de distribucin se hace sobre la red principal; eldimetro de la red de relleno se fija de acuerdo con las normas pertinentes, eneste trabajo se realiza el clculo de la red de distribucin por medio del mtodode longitud equivalente.
El mtodo de longitud equivalente consiste en definir, para cada accesorio en elsistema a estudiar, una longitud virtual de tubera recta que al utilizarse con la
ecuacin de perdida por ficcin genera la misma perdida asociada a la perdidalocalizada de referido accesorio.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAEn los ltimos 5 aos y con el financiamiento del Banco Mundial, el Ministerio deVivienda, Construccin y Saneamiento a travs del Programa Nacional de Agua
Potable y Saneamiento Rural (PRONASAR), viene implementando masivamente
proyectos de agua y saneamiento con Operadores Regionales. Dentro de sus
actividades incorpora los componentes de Infraestructura, Educacin Sanitaria,
Gestin de las Juntas Administradoras de Servicios de Saneamiento (JASS) y
fortalecimiento a la unidad tcnica municipal (UTM).
En el caso de comunidades rurales que se encuentran aisladas geogrficamente,
es necesario evaluar alternativas de diseo y analizar costos, tomando en cuenta
la condicin de difcil acceso, debido a la topografa de la regin, en especial en
aquellas que se ubican en las zonas alto-andinas.
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FORMULACION DEL PROBLEMAPROBLEMA GENERAL
PROBLEMAS ESPECFICOS
Qu es el mtodo de longitudes equivalentes en la red dedistribucin de agua potable?
Cundo se emplea el Mtodo de longitudes equivalentes enla red de distribucin agua potable?
Cmo se realiza el clculo hidrulico del Mtodo delongitudes equivalentes en la red de distribucin agua
potable?
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FORMULACION DE LOS OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECFICOS
Describir el mtodo de longitudes equivalentes en la red dedistribucin de agua potable.
Desarrollar el clculo hidrulico del Mtodo de longitudesequivalentes en la red de distribucin.
Determinar cundo se emplea el Mtodo de longitudesequivalentes en la red de distribucin.
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METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
La metodologa que es utilizada en el presente trabajo de investigacin es
descriptiva. El objetivo de la investigacin descriptiva consiste en llegar a conocer
las situaciones, costumbres y actitudes predominantes a travs de la descripcinexacta de las actividades, objetos, procesos y personas. Los recogen los datos
sobre la base de una teora, exponen y resumen la informacin de manera
cuidadosa y luego analizan minuciosamente los resultados, a fin de extraer
informacin significativa que contribuyan al conocimiento.
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MARCO TEORICOFAIR, GEYER Y OKUN ABASTECIMIENTO DE AGUA Y REMOCIN DE AGUASRESIDUALES: En este mtodo se remplaza un sistema complejo de tubos por una lneasencilla hidrulicamente equivalente. El mtodo no puede ser aplicado directamente asistemas con tuberas de cruces o salidas. Sin embargo, es posible con frecuencia,mediante una estructuracin juiciosa de la red, obtener informacin eficiente sobre lacantidad y presin del agua disponible en los puntos importantes, o reducir el nmerode circuitos para ser considerados.
ERNEST W. STEEL ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO: Puedensimplificarse los clculos sustituyendo los bucles y tuberas de dimetro diversos porotras tuberas de dimetro uniforme equivalentes a aquellos.
RICARDO ALFREDO LOPEZCUALLA ELEMENTOS DE DISEO PARA ACUEDUCTO YALCANTARILLADO: Con este mtodo se pretende calcular el caudal real y el dimetrode un sistema de tuberas, dada una distribucin inicial de caudales y unas prdidas decarga fija. La distribucin inicial de caudales se realiza de manera anloga al mtodo deCross. El principio del mtodo es el de remplazar la red de tuberas existentes por unred hidrulicamente ms sencilla, en la cual se determine el caudal en cada tramo paraluego regresar a la red real y determinar los dimetros correspondientes.
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DATOS BASICOS DE DISEO Levantamiento Topogrfico
Suelos
Poblacin
Dotacin
Coeficientes de Variacin de Consumo
Caudal de Diseo para Sistemas de Agua potable
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DATOS BASICOS DE DISEO
Caudal de diseo
Anlisis hidrulico
Dimetro mnimo
Velocidad
Presiones
Presiones de servicio
Ubicacin
Vlvulas
Hidrantes contra incendio
Anclajes
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DATOS BASICOS DE DISEO
ANALISIS HIDRAULICOPara el clculo hidrulico de las tuberas, se utilizarn frmulas racionales. En caso deaplicarse la frmula de Hazen y Williams, se utilizarn los coeficientes de friccin
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DATOS BASICOS DE DISEO
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CONEXIN PREDIAL
Diseo
Elementos de la conexin
Ubicacin
Dimetro mnimo
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TRAZADO DE LA RED EN MALLAEl trazado de la red debe obedecer a la conformacin fsica de la poblacin
y por tanto no existe una forma predefinida. Hidrulicamente, se pueden
establecer redes abiertas, redes cerradas o redes mixtas.
El desarrollo del Mtodo de Longitudes Equivalentes se realiza nicamente
en redes de distribucin cerradas que cuenten con un sistema de tuberas
sin cruces o salidas.
Red de Distribucin Cerrada o en MallaEn este tipo de red, se logra la conformacin de mallas o circuitos a travs
de la interconexin entre los ramales de la Red de Distribucin de Agua
Potable.
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MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTESCon este mtodo se pretende calcular el caudal real y el dimetro de un sistema de
tuberas, dada una distribucin inicial de caudales y unas prdidas de carga fija.
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MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTES
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MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTES
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MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTES
CUANDO NO CUMPLE, LA CORRECCION DEL CAUDAL SERA:
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MTODO DE LONGITUDES EQUIVALENTESDIAMETRO
PARA OBTENER EL DIAMETRO:
no corresponde a un dimetro comercial.
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CONCLUSIONES
El mtodo de longitudes equivalentes consiste en reemplazar la red de tuberas existentes
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.
El Mtodo de Longitudes Equivalentes, se realiza a travs de la frmula de Hazen y Williams,
donde el anlisis de los resultados obtenidos permite probar en general que efectivamente
la expresin emprica aplicada, es una valiosa y simple herramienta mucho ms sencilla en
la aplicacin del clculo de anlisis hidrulico por este mtodo.
El Mtodo de Longitud Equivalente se aplica cuando el sistema de tuberas de la red de
distribucin es cerrada y sencilla, sin vlvulas de regulacin y cruces; se realiza este clculo
en zonas rurales de poblaciones pequeas.
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RECOMENDACIONES
Se recomienda contar con los Datos Bsicos y Disposiciones especficas de Diseo que indica
la norma OS-050, del Reglamento Nacional de Edificaciones, para el inicio del clculo con el
Mtodo de Longitudes Equivalentes.
En el uso de la frmula de Hazen y Williams para el clculo hidrulico se recomienda utilizar
los coeficientes de friccin establecidos en la norma OS-050 del Reglamento Nacional de
Edificaciones.
Si el sistema de tuberas de la red de distribucin no cumple con las condiciones de cierre es
recomendable no forzar el mtodo, sino por el contrario plantear otro mtodo que se ajuste a
las condiciones.
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CAUDAL DE DISEO
La demanda domestica se determina a partir del caudal mximo diario de 13LPS y para una poblacin de diseo de 6293 habitantes, se toma un factor demayoracin del caudal mximo diario de 1.8.
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PRESION DE DISEO
Para edificacin de hasta dos pisos, se toma la tabla 2 una presin mnima de
servicio de 15 metros.
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DISEO DE LA LINEA MATRIZ
La 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 03.
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DISEO DE LA LINEA MATRIZ
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DISTRIBUCIN DE CAUDALES EN LA RED
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DISTRIBUCIN DE CAUDALES EN LA RED
EL CAUDAL TOTAL EN CADA NUDO ES:
EL CAUDAL EN CADA TRAMO SE CALCULA COMO:
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Dividiendo en 10 partes, la cadaen cada subdivisin ser deaproximadamente 20 cm.La cota piezomtrica para cadauno de los nudos de las mallas seobtiene interpolando las cotas
piezomtricas de la grficaanterior. La carga hidrulicadisponible en cada tramo seobtiene de la diferencia de lascotas piezomtricas en los nudosinicial y final.
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TABLA N 04: CALCULO DE MALLAS
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TABLA N 04: CALCULO DE MALLAS
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OBSERVACIONES DE DISEOo En trminos de las velocidades en la red, todos los tramos son satisfactorios
menos el tramo 5-4, en el cual la velocidad de 0.27 m/s para la longitud
correspondiente a 6, es baja. Este problema puede ser resuelto aumentado la
carga disponible para cada tramo, lo cual se logra disminuyendo el Angulo de
inclinacin de las piezas piezomtricas transversales.
o En el tramo 1-2 puede colocarse tubera de 6 a todo lo largo de los 300 metros.
o 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.
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