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TÍTULO:

DISEÑO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA PARA CONSUMO PARA EL CENTRO POBLADO “SHAULLO CHICO” 

INTRODUCCIÓN: Una vez hecho el estudio de campo y definidas las estructuras que han

de constituir el sistema de abastecimiento se procederá al estudio de la red de distribución. El

sistema

de

distribución

está

constituida

por

tuberías

y

cadenamientos especiales, y otras instalaciones que fueran necesarias para asegurar el buen abastecimiento de agua potable. Para la ejecución del proyecto, es imprescindible haber definido la fuente de abastecimiento y la ubicación del reservorio, además, se debe contar con un plano topográfico en el cual están ubicadas las manzanas ( en este caso todas las casas ubicadas a lo largo del eje de la carretera ) y las cotas respectivas de la ciudad. Las presiones en la Red deberán fluctuar entre la mínima (20 a25 m) para que sea capaz de llevar agua al interior de la vivienda y la presión máxima (40 m)para que no ocurran daños en las conexiones y el servicio ocurra sin inconvenientes. Para lograr disminuir las presiones se hace uso de las válvulas reductoras de presión o tanquillas rompe presión a fin de mantener las presiones dentro de los límites máximos tolerables. La red proyectada, estará justificada desde el punto de vista económico y funcional. 

OBJETIVOS:

 Trazar las redes principales de distribución de agua y analizar las presiones y velocidades en cada tramo, de tal manera que se cumplan las condiciones establecidas.  Realizar el trazo de las redes secundarias y de relleno.  Determinar las zonas expansión que tendera el lugar en estudio teniendo en cuenta la dinámica de crecimiento la cual ya pudo ser observada en la primera parte de este trabajo escalonado . MATERIALES Y METODOLOGÍA:



 Materiales:



Teodolito Wild.



Global Position Station (GPS) ó navegador.



Computadora Pentium III, Software´s: procesador de texto (Word), Hoja de Cálculo (Excel) , Autocad 2000 .



Miras , estacas , pintura .



Libreta de campo.



Calculadora.

 Metodología: o Primero : se realizo el levantamiento topográfico de la zona en estudio , vale decir de todo el centro poblado a favorecer con el sistema de distribución de agua a diseñar (Shaullo Chico) . o Segundo : se identifico las zonas de probable expansión según la dinámica de crecimiento que ha tenido el lugar y además teniendo en cuenta la tendencia de la población para favorecer el crecimiento de estas zonas por tener ciertas características que las hacen mas atractivas . o Tercero : seguidamente se procedió con la identificación dela red abierta a lo largo del todo el centro poblado , ubicando también ciertos puntos críticos los cuales serán evaluados mas adelante pero que por sus características mayormente topográficas no se podían pasar por alto .

o

Cuarto : trazo de la red abierta a lo largo del todo el centro poblado (Shaullo Chico) .

o Quinto : una vez terminado el trabajo en campo se empezó el trabajo en gabinete , y que empezó con la elaboración del plano topográfico de la zona gracias a los datos obtenidos previamente en el centro poblado . o Sexto : Ubicación en el plano de la red de distribución así como de las zonas de expansión y además de zonas criticas en donde se tenga que utilizar alguna válvula de purga . o Séptimo : se realizo el diseño hidráulico de la red empezando por : El calculo del diámetro teorico , para esto debemos asumir una presion en el punto de ingreso de la red . Calculo de los diámetros máximos y minimos utilizando velocidades minimas y máximas respectivamente . Presiones según el Reglamento Nacional de Construcciones (pág 95) Presión Máxima de la Red: 50 m.c.a. Presión Mínima de la Red: 15 m.c.a. Presión Mínima Escepcional: 10 m.c.a. Verificación si se trata de una tubería larga o corta para ver si se toma en cuenta las perdidas locales . Se calcula el golpe de ariete según la formula : a = 9900/(48,3+K*D/e)^0,5 CIERRE RAPIDO. pg = a*v/g Periodo de Fase de la Tubería pg =2*L/a Tiempo de Cierre de la Válvula. T =1+K*L*V/(9*Hm) Luego se procede con el calculo de los caudales por cada tramo utilizando datos de población y áreas actuales y futuras . Calculo del cuadro de presiones , generación del perfil topográfico y ubicación de cámaras de purga y rompe presión

CONSIDERACIONES COMPLEMENTARIAS DE ORDEN PRÁCTICO PARA EL DISEÑO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN Disposión de tuberías Las tuberías de distribución deben proyectarse para todas las calles a las que den frentre a una o más parcelas y procurando siempres formar mallas. Las tuberías irán colocadas en el lado de la calle que tengan el mayor número de conexiones, dejando el centro de la calle para las cloacas. Llaves En las tuberías e distribución deben colocarse suficientes llaves de manera de aislar no más de 350 m, cerrando un máximo de cuatro llaves o de que sólo queden dos cuadras sin servico (normas INOS).

Hidrantes Se espaciarán a 200 m para zonas residenciales o comerciales con menos del 120% de construcción. Se espaciarán a 100 m para zonas industriales o comerciales con más del 120% de construcción. Anclajes Dado que la magnitud de las presiones en la red de distribución es relativamente baja, los anclajes no precisan de cálculos individuales y se pueden hacer uso de cuadros

PRESENTACIÓN Y DISCUCIÓN DE RESULTADOS:



 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:



CONCLUSIONES: al finalizar el presente informe concluimos que:  Las tuberías irán clocadas en el lado de la calle que tengan el mayor número de conexiones, dejando el centro de la calle para las cloacas.  Colocar Hidrantes cada 200 m como máximo y en cerca a lugares de concurrencia pública.  Las Velocidades en todos los tramos de la red deben encontrarse entre los valores: 0.6 m/s < V < 5 m/s  Las sobre presiones dinámicas también deben encontrarse dentro de los límites permisibles : 15 m.c.a. < P < 50 m.c.a. (para tubería PVC clase 5)





RECOMENDACIONES: se hacen las siguientes recomendaciones. SUGERENCIAS:

ANEXO

NSTALACIÓN DE TUBERÍAS EN ZANJA La instalación de tuberías enterradas da lugar a los siguientes casos: 1. Tubería instalada en zanja estrecha. Se dice que una tubería está instalada en zanja estrecha cuando entre la anchura de ésta, medida a nivel de la generatriz superior del tubo (B), la altura del recubrimiento sobre dicha arista (H), y el diámetro exterior del tubo (D), cumplen alguna de las siguientes relaciones:

Figura 1. Instalación en zanja estrecha. En estas condiciones, la carga del terreno en dirección vertical suele calcularse por la fórmula de Marston:

Donde: Wz = carga vertical por metro lineal de tubería.  = peso específico del material de relleno.

Cz es un coeficiente que depende de la relación altura / anchura de la zanja y de las características geotécnicas del terreno.

Puede

calcularse por la expresión:

Donde:  = tg , siendo  el ángulo de rozamiento interno del material del relleno.  = tg , siendo  el ángulo de rozamiento del relleno con las paredes de la zanja. Habitualmente se toma  = . k = el denominado coeficiente de Rankine, o cociente entre las presiones lateral y vertical. Según Rankine:

El peso específico  y el ángulo de rozamiento  pueden tomarse de la tabla siguiente:

Angulo de

Peso

Módulo de

rozamiento

específico

elasticidad

interno

en kg/m

en kg/cm

Arcilla normal o húmeda

12º

2.000

5 a 30

Suelo turboso

12º

1.700

1a5

Arcilla plást. arenosa

14º

1.800

15 a 40

Arena arcillosa

15º

1.800

40 a 80

Loess

18º

2.100

50 a 100

Arcilla limosa

20º

2.000

5 a 30

22º

2.100

80 a 150

25º

1.800

30 a 100

Arena

31º

1.700

100 a 200

Grava arenosa

33º

2.000

500 a 800

Tipo de suelo

Greda, marga, arcilla pobre Arena fina, polvo de roca

Grava, piedras 37º 1.900 1000 a 2000 Fuente: Gómez Poncela, Juan Manuel, 1981. Ingeniería sanitaria y ambiental,

España.

Esta fórmula es válida si la tubería es más rígida que el terreno. En el caso de que la tubería sea más flexible que el terreno esta expresión se transforma en:

Un criterio para definir si la tubería es o no más flexible que el terreno, consiste en calcular el parámetro:

Donde: Es = módulo de elasticidad del terreno. Er = módulo de elasticidad del tubo. s = espesor de la pared del tubo. r = radio medio del tubo. Si: n < 1, el tubo es más rígido que el terreno. n > 1, el tubo es más elástico que el terreno.

2. Tubería instalada en zanja ancha o bajo terraplén. Se considerará una tubería instalada en zanja ancha cuando no se cumplan las condiciones descritas en el punto 1. Se considerará una tubería instalada bajo terraplén cuando esté tendida sobre un pequeño rebaje del terreno original y recubierta por un terraplén.

Figura 2. Instalación en zanja ancha.

Figura 3. Instalación bajo terraplén. En ambos casos se usa la fórmula de Marston, bajo la forma:

Donde: Wt = carga vertical por metro lineal de tubería en zanja ancha o bajo terraplén. Ct es un coeficiente que es función de los siguientes parámetros:  Altura relativa de la tubería sobre el terreno natural (Pj), cuya expresión es:

 = ángulo de asentamiento de la tubería sobre el terreno natural. Coeficiente de asentamiento (rs), cuyos valores son: En zanja ancha rs = 1. Bajo terraplén: apoyo en suelo rocoso rs = 1. Apoyo en suelo ordinario rs = 0,5 a 0,8. Apoyo en suelo blando rs = 0 a 0,5.

Con estos valores y la relación H/D puede determinarse Ct en la figura siguiente.

SISTEMA DE INSTALACIÓN PREPARACIÓN DE LA ZANJA Ancho máximo recomendado en la cota clave, con diferentes tipos de zanja

Es recomendable no excavar la zanja con mucha anticipación a la instalación de la tubería. No debe construirse tramos demasiado largos de zanja, para evitar: a. Necesidad de apuntalar las paredes. b. El bombeo de la zanja en caso de niveles freáticos altos. c. Riesgo de inundación de la zanja.

d. Erosión en las paredes de la zanja por aguas subterráneas. e. Accidente de los trabajadores. Ancho de la zanja El ancho de la zanja en la cota clave de la tubería debe ser el mínimo posible, y que permita una fácil instalación y manipuleo del tubo en el interior de la zanja. A una misma altura de recubrimiento (h) y de ancho (A), la carga vertical de tierra en una tubería es mayor en una zanja de paredes inclinadas que en una

de

paredes

verticales.

A continuación relacionamos las dimensiones de zanjas más usuales para los diferentes diámetros. Diámetro

Ancho A

Pulg.

mm

cm

2

50

40

3

75

40

4

100

45

6

150

50

8

200

55

10

250

60

12

300

65

14

350

75

16

400

80

18

450

85

20

500

100

21

525

100

24

600

110

28

700

120

Profundidad mínima de la zanja

Sobrecargas

h m

Con transito automotor

1.00

Sin transito automotor

0.60

Nota: Cuando se presente sobrecarga excesiva sobre la tubería; consulte con nuestro Departamento de Asesoría Técnica.

SISTEMA DE INSTALACIÓN TUBOS: Apoyo del tubo

Relleno y apisonado

Instalación

La tubería debe colocarse sobre un terreno firme y nivelado, ya sea que se instale directamente sobre la base de la excavación, o que se utilice un lecho de soporte de acuerdo con las condiciones del terreno. Se debe compactar el relleno inicial colocando en la parte inferior del tubo y a su alrededor, el apisonado puede efectuarse con pisón manual, o con un compactador mecánico. En general recomendamos: Coloque la tubería al borde de la zanja, lista para bajarla. Debe tenerse en cuenta el abscisado del proyecto para evitar movimientos innecesarios. Los instaladores deben tener en el sitio los elementos indispensables para el montaje(uniones, anillos de caucho, lubricantes, manilas, etc.) Apisone en capas de 10 cm desde el fondo de la zanja hasta 30 cm sobre la parte superior de la tubería.