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Ing. Nancy Zevallos Quispe
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y
ALCANTARILLADO
LINEA DE CONDUCCION
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LINEA DE CONDUCCION
Llamado también en algunos textos como línea de aducción.
Es la línea que transporta el agua desde la captación hasta elpunto de entrega, que usualmente es el reservorio deregulación, pero eventualmente puede ser la planta detratamiento o puede ser directamente a la red de distribución
cuando el caudal de conducción corresponde al caudalmáximo horario, lo que hace innecesario el reservorio deregulación.
Deben conducir como mínimo un flujo igual al consumomáximo diario.
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LINEA DE CONDUCCION
La línea de conducción en un sistema de abastecimiento de
agua potable por gravedad es el conjunto de tuberías,válvulas, accesorios, estructuras y obras de arte encargadosde la conducción del agua desde la captación hasta elreservorio, aprovechando la carga estática existente.
Debe utilizarse al máximo la energía disponible para conducirel gasto deseado, lo que en la mayoría de los casos nosllevara a la selección del diámetro mínimo que permitapresiones iguales o menores a la resistencia física que el
material de la tubería soporte.
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LINEA DE CONDUCCION
Las tuberías normalmente siguen el perfil del terreno, salvo
el caso de que, a lo largo de la ruta por donde se deberíarealizar la instalación de las tuberías, existan zonas rocosasinsalvables, cruces de quebradas, terrenos erosionables, etc.que requieran de estructuras especiales.
Para lograr un mejor funcionamiento del sistema, a lo largode la línea de conducción puede requerirse cámaras rompepresión, válvulas de aire, válvulas de purga , etc. Cada uno deestos elementos precisa de un diseño de acuerdo a
características particulares.
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CRITERIOS DE DISEÑO
Definido el perfil de la línea de conducción, es necesario
considerar criterios de diseño que permitan elplanteamiento final en base a las siguientesconsideraciones:
1. Carga disponible
2. Gasto de diseño3. Clases de tubería4. Diámetros5. Estructuras complementarias.
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CRITERIOS DE DISEÑO
1. Carga
disponible
La carga
disponible viene
representada por
la diferencia de
elevación entre la
obra de
captación y el
reservorio.
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CRITERIOS DE DISEÑO
2. Gasto de diseño:
El gasto de diseño es el correspondiente al gasto máximo
diario Qmd),
3.- Clases de tubería
Las clases de tubería a seleccionarse estarán definidas
por las máximas presiones que ocurran en la línea
representada por la línea de carga estática. Para la
selección se debe considerar una tubería que resista
la presión mas elevada que pueda producirse, ya que la
presión máxima no ocurre bajo condiciones de operación,
sino cuando se presenta la presión estática, al cerrar la
válvula de control en la tubería.
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CRITERIOS DE DISEÑO
4.- Diámetros
Para determinar los diámetros se consideran diferentessoluciones y se estudian diversas alternativas desde el puntode vista económico. Considerando el máximo desnivel en toda la longitud del tramo, el diámetro seleccionado deberá tener la capacidad de conducir el gasto de diseño con
velocidades comprendidas entre 0.6 y 3.0 m/s; y lasperdidas de carga por tramo calculado deben ser menores oiguales a la carga disponible.
5.- Estructuras complementarias.
Válvulas de aire, válvulas d purga, cámara rompe presión.
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TRAZADO
En los puntos C y D, la línea piezométrica corta a la tubería, la carga
de presión se iguala a la atmosférica.
En el punto E se desprenderá el
aire que lleva siempre disuelto el agua
Este aire modificará la L.G.H.
y si suponemos que llega a adquirir la presión atmosférica, la nueva
L.G.H. pasará de la posición HF a la HE. Como el caudal que circula
por la tubería es el mismo, la L.G.H. en su parte inferior tendrá que
ser paralela a HE, GB) y por tanto,
la tubería entre E y G estará
sometida a la presión atmosférica y no trabajará a sección llena
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TRAZADO
Aunque se puede dar solución a este problema colocando en
E una bomba de vacío para extraer el aire y mantener el
grado de vacío existente, será preferible evitarlo buscando
mejores trazos de la línea de conducción, siempre que esto
sea posible.
Las tuberías que pasan sobre la línea piezométrica reciben el
nombre de sifones
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SIFONAJE
Se da cuando el agua es succionada desde corriente abajo, en
lugar de ser empujada desde corriente arriba.
Este tipo de presión negativa puede succionar de los
alrededores agua contaminada del terreno, vía las uniones
que gotean.
Las presiones negativas mayores también pueden causar
problemas con el aire disuelto en el agua este aire puede
salir de una solución del agua y formar bolsas de aire
atrapadas en los puntos elevados de la tubería).
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ANALISIS DE BOLSAS DE AIRE
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L.G.H. MAL DISEÑADA
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L.G.H. BIEN DISEÑADA
La L.G.H. debe
estar comomínimo a 10 m.sobre el terreno.
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PERFIL DE LA LINEA DE CONDUCCION
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VELOCIDAD
R.N.E. norma OS -0.10 - CONDUCCION POR GRAVEDAD
CANALES:
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VELOCIDAD
R.N.E. norma OS -0.10 - CONDUCCION POR GRAVEDAD
TUBERIAS:
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VELOCIDAD
R.N.E. norma OS -0.10 - CONDUCCION POR GRAVEDAD
TUBERIAS:
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VELOCIDAD
R.N.E. norma OS -0.10 - CONDUCCION POR GRAVEDAD
TUBERIAS:
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ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS
Dentro de las estructuras complementarias aconsiderar en estas líneas tenemos:
Válvulas de purga Válvulas de aire
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UBIC CIÓN DE L S VÁLVUL S
En los puntos altos y bajos de las líneas de conducción,
mediante tubería a presión es necesario ubicar
respectivamente válvulas de purga y de aire.
Cada válvula deberá estar protegida con una cámara de
inspección accesible dotada de sistema de drenaje.
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UBIC CIÓN DE ESTRUCTUR S COMPLEMENT RI S
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VALVULAS DE AIRE
El aire acumulado en los puntos altos provoca la reduccióndel área de flujo del agua, produciendo un aumento deperdida de carga y una disminución del gasto.
Para evitar esta acumulación es necesario instalar válvulas deaire pudiendo ser automáticas o manuales. Debido al costo
elevado de las válvulas automáticas, en la mayoría de laslíneas de conducción se utilizan válvulas de compuerta consus respectivos accesorios que requieren ser operadasperiódicamente.
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VALVULAS DE AIRE
R.N.E. norma OS -0.10
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VALVULAS DE PURGA
Los sedimentos acumulados en los puntos bajos de la línea deconducción con topografía accidentada, provocan lareducción del área de flujo del agua, siendo necesario instalarválvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza detramos de tuberías.
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VALVULAS DE PURGA
R.N.E. norma OS -0.10
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C M R S ROMPE PRESIÓN
Si en el perfil aparecen depresiones muy profundas, puede
ser económico colocar depósitos intermedios llamados
cajas rompedoras de presión, que tienen por objeto
romper la línea piezométrica, reducir la altura de presión
y establecer un nuevo nivel estático que dará lugar a
tuberías de menor espesor y por consiguiente, de menor
costo.
Su empleo se recomienda también cuando la calidad de las
tuberías, válvulas y accesorios de la tubería no permiten
soportar altas presiones, así como para mantener las
presiones máximas de servicio dentro de una red de
distribución.
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C M R S ROMPE PRESIÓN
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EST CIONES REDUCTOR S DE PRESIÓN
CONSTRUCCION DE UNA CAMARA ROMPE PRESION
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EST CIONES REDUCTOR S DE PRESIÓN
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CÁLCULO HIDRÁULICO
Determinar los cálculos hidráulicos de la línea de
conducción para la siguiente condición:
Datos:
Gasto de diseño Qmd) = 2.1 litros/s.
Longitud de tubería L) = 380 m.
Cota captación cota cap.) = 2500 msnm.
Cota reservorio R) = 2450 msnm.
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CÁLCULO HIDRÁULICO
PERDID DE
C RG Hf
PRESION
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CÁLCULO HIDRÁULICO
Para determinar el valor del diámetro mediante el uso del
nomograma de Hazen-Williams C=140 ), se consideran los
valores del gasto de diseño 2.1 litros/s) y la perdida de
carga unitaria 131.6 m. por cada 1000 m).
NOMOGRAMA PARA LA FORMULA DE HAZEN Y WILLIAMS (PARA TUBERIA CON C = 140)
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NOMOGRAMA PARA LA FORMULA DE HAZEN Y WILLIAMS (PARA TUBERIA CON C = 140)
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CÁLCULO HIDRÁULICO
Con el monograma resulta un diámetro de tuberíacomprendida entre 1" y 1 1/2".
Como el diseño considera un solo diámetro, se selecciona elde 1 1/2“
La perdida de carga unitaria real o pendiente de la línea deenergía (S) se estima con la ayuda del nomograma cuyosvalores de entrada son el gasto de diseño (2.1 litros/s) y eldiámetro seleccionado (1 1/2"); resultando el valor deS=100%° ( cien por mil).
Adicionalmente se hace lectura de la velocidad cuyo valor esde 1.9 m/s y se encuentra dentro del rango recomendado.
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CÁLCULO HIDRÁULICO
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE: REALIZAR EL CALCULO
HIDRAULICO USANDO LAS FORMULAS DE Hazen-Williams