• Author / Uploaded
• Emanuel Layon

Citation preview

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

MEMORIA DE DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO PARA ZONA GIL RAMÍREZ DÁVALOS DE CUENCA

Se requiere realizar el diseño de estación de bombeo para la zona dos (Gil Ramírez Dávalos) de la ciudad de Cuenca, con la configuración mostrado en la figura 1. Se debe tener en cuenta que para el trazado se ha considerado un caudal de aporte del colegio Octavio Cordero (E) y mercado 10 de agosto (M). El mercado 10 de agosto se ha considerado como zona comercial, debido a la influencia que ejerce en la zona por su ubicación.

q w q 2

q cotas 2544 y 2568 Se realiza el bombeo desde el punto 1 al punto 2 (figura 1), con respectivamente. Además se tiene una longitud de bombeo dew2000m. El punto 2 se q encuentra en el interceptor de la avenida Muñoz Vernaza 2

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

POBLACIÓN FUTURA Densidad poblacional: 138.69 hab/ha, Ver Tabla 1 Anexo 1. Área: 85ha Población=138.69 * 60=8321 hab. Se considera para la población de la zona de estudio, un porcentaje equivalente de la población total de Cuenca (Cantón). Es decir la densidad es cercana al año 1990, para el cual Cuenca tiene una población de 331028hab, los 8321hab representan el 2.5% de la población de Cuenca. La tabla 1 muestra la población que se proyectará a partir de datos de INEC para 1990, 2001,2010. Tabla 1: Censo de Población

1990 2001 2010

Cuenca 331028 221949 505585

Zona Estudio 8276 5549 12640

La población se proyectó para el año 2040, como muestra el gráfico 1, en el cual además se puede apreciar que la mejor proyección esta dada por el método aritmético. Obteniendo una población futura de 27731 hab. La tabla 1 del anexo 2 muestra los cálculos correspondientes.

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

POBLACIÓN FUTURA CUENCA 70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0 1980

1990

2000 Censos

2010 M. Aritmético

2020 M.Geométrico

2030 M. Min. Cadrados

Gráfico 1: Proyección de población para zona de estudio

2040

2050

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

CANAL DE LLEGADA El canal de llegada es diseñado para una sección rectangular, revestimiento de hormigón y pendiente longitudinal del 2%1. Los datos de entrada para el diseño del canal se muestran a continuación en la tabla 2

Tabla 2. Datos preliminares para el canal de llegada

Elemento

Unidad Valor

Rugosidad

0,014

Caudal

m³/s

0,300

Pendiente del canal m/m

0,002

Mediante la ecuación de Manning [5] se determina el calado de agua y posteriormente la velocidad y régimen de flujo para un ancho de base impuesto de 50 cm. 𝑄=

𝐴𝑡𝑅2/3 𝑆 1/2 𝑛

[4]

De donde se obtiene los resultados mostrados a continuación en la tabla 3. Tabla 3. Resultados del diseño del canal de llegada

Elemento Calado Normal

Unidad

Valor

m

0.24

Numero de Froude Ancho del canal

1.62 m

0,5

CAUDALES Dotación: 330 L/Hab-día, se consideró zona urbano consolidada, Ver Tabla 2 Anexo 1. Caudal medio (Qmed) :

𝑄𝑚𝑒𝑑 =

𝐶∗𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛∗𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 86400

Ec 1.

Basados en la norma Brasileña NBR 9649 de la ANBT, Para Cuenca se adopta un valor de C=0.80. (Notas de clase).

1

CÓDIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCIÓN DE PARTE IX OBRAS SANITARIAS

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

Se determinó los caudales de aguas residuales para Colegio y Zona Comercial en función de losestudiantes y área, respectivamente. Para el colegio se cosideró 1200 estudientes (Nota El Tiempo, 2010) y un área 14900 m2 (Calculado en plano) para zona comercial. Obteniendo los valores de Q_Colegio = 0.34 l/s y Q_Comer=3.04 l/s (Los cálculos se muestran en la tabla 1 del anexo 2). Estos caudales concideran como un aporte directo que se suma a los caudales. La tabla 2 muestra los caudales correspondientes al periodo inicial y caudal de proyecto. Tabla 2: Caudales, periodo inicial y proyecto.

Año 2020 2040

Población 17670 27731

Dotación (l/Hab-día) 330

Qmed (l/s) 57 88

Caudal mínimo (Qmin): El caudal mínimo se obtiene a partir de la tabla 8.3 de Metcalf y Eddy. (Anexo 1, tabla 4) , con los factor de caudal mínimo mediante ponderación. Entonces

𝑄𝑚𝑖𝑛 = 𝐹 ∗ 𝑄𝑚𝑒𝑑 𝐸𝑐. 2 Qmin= 0.252 * 88= 22 l/s Caudal máximo (Qmax):

𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝑄𝑚𝑒𝑑 ∗ 𝑀

𝐸𝑐. 3

El coeficiente de mayoración, según la bibliografía consultada se proponen algunos valores en función de la población, en este documento se consideró la Ec. 2 según Flores.

𝑀=

7 𝑃0.1

Ec. 4 Donde. P: población. =27731hab

Se obtiene M=2.5 , entonces Qmax= 220 l/s.

REJILLA Se ubicará a la entrada del pozo colector, está provista de barrotes verticales cuyas aberturas libres impidan el paso de sólidos que no puedan ser impulsados por las bombas y que puedan dañar o reducir el correcto funcionamiento de las mismas. Comúnmente las rejas deben tener aberturas de 0,025 m a 0,075 m, de modo que la velocidad a través de ellas no exceda de 0,8 m/s a 0,9 m/s. [Norma CO 10.7 601 ]

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

Diseño de rejilla Pérdida de carga en la entrada, mediante Kirschmer 4⁄ 3

𝑑 ℎ𝑅 = 𝛽 ( ) 𝑒

𝑆𝑒𝑛(𝛿)

𝑉2 2𝑔

𝐸𝑐. 5

Donde: 𝛽 : Coeficiente que depende de la sección transversal del barrote. d: Espesor de barrote e: Espaciamiento entre barrotes 𝛿: ángulo inclinación de la reja. (𝛿 = 90º) V: Velocidad en la entrada V=1.9m/s Se toma 𝛽 = 2.42 para sección regtangular, según Imagen 1 de Anexo 2. Barrotes Se asume para los barrotes un espesor de d=20mm, espaciados cada e= 4cm. El número de barrotes se determina mediante la Ecuación 6. 𝑁=

𝐵 −1 𝑒

𝐸𝑐. 6

Donde: B: Ancho del canal B= 0.5m

e: Espaciamiento

e=0.04m

Con lo que se tiene N= 12 (barrotes). Por lo que hr= 0.17m DISEÑO DE BOMBA Cámara húmeda La cámara húmeda es necesaria para el almacenamiento del agua residual antes de su bombeo. Es importante conseguir que exista suficiente sumersión en la aspiración de las bombas para eliminar la formación de vórtices y hacer que la transición del caudal desde la alcantarilla a las tuberías de aspiración de las bombas sea lo más gradual posible. [Metcalf, 1995] Además, la capacidad de la cámara húmeda es de importancia, debido a que afecta el periodo de retención. El cual debe ser tal, que pueda mantener condiciones aeróbicas de las aguas residuales. [Arrocha, 1983]

DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO Bravo Diego, León Manuel, Pulla Víctor

Se considera una bomba de velocidad constante, para la cual la capacidad se determina mediante la ecuación 7, donde R ( 0.5