Proyecto acueducto y cloacas

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”EXTENSIÓN BARQUISIMETO

BARQUISIMETO, ESTADO - LARA

Acueducto y Cloacas

Bachilleres:Ismenia silvestriLeydimarYormairaLeiker Salas Prof.: Marie Mendoza

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTOSistema de abastecimiento de agua: Es el conjunto de tuberías, instalaciones y accesorios destinados a conducir las aguas requeridas por una población y determinada con el fin de satisfacer sus necesidades, desde su lugar de existencia natural o fuente hasta el hogar de los usuarios.

Clasificaciones de abastecimiento de agua:•Agua de lluvia almacenada en aljibes•Agua proveniente de manantiales naturales, donde el agua subterránea aflora a la superficie;•Agua subterránea, captada a través de pozos o galerías filtrantes•Agua superficiales, provenientes de ríos, arroyos, embalses o lagos naturales. •Agua de mar.

EL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA SE CLASIFICA EN:

suelen ser sencillos y no cuentan en su mayoría con redes de distribución eficientes.

son sistemas complejos que cuentan con una serie de componentes como los que citamos a continuación:

Rural Urbano

Fuente: es el espacio natural desde el cual se derivan los caudales demandados por la población a ser abastecida

Obra de Captación: son estructuras y/o dispositivos ubicados en la fuente y destinados a facilitar la derivación de los caudales demandados por la población.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE ACUEDUCTOS EN PVC

Para la realización o antes de ejecutar un proyecto de acueductos se debe realizar los estudios Previos que comprenden la obtención, selección y recopilación de información tanto existente como el levantamiento del sitio, abarcando desde la fuente de agua potable hasta la toma domiciliaria para cada usuario, a fin de diseñar sistemas eficientes que se puedan adaptar a las condiciones de trabajo propias de cada localidad

RED DE DISTRIBUCIÓN

Conjunto de tuberías cuya función es suministrar el agua potable a los consumidores de la localidad en condiciones de calidad y calidad aceptables. Tipos

Red principal (matriz): DN ≥ 12” (30 cm). Distribuye el agua en las diferentes zonas de la población. Garantiza caudales y presiones según norma exigida. •Red secundaria: DN < 12” pero ≥ 4” (10 cm). Se abastece de la tubería principal y alimentan a las redes terciarias (menores). No debe realizarse ninguna conexión domiciliaria salvo grandes consumidores [DN > 3” (7,5 cm)] •Red terciaria: DN < 3”. Alimentada por la red secundaria y a ella se unen las conexiones domiciliarias. DNmin 1,5” (en función del uso del agua) •Conexión domiciliaria: conexión de la red menor a cada predio. DN de 0,5 a 3 “(en función del tipo de usuario)

TRAZADO DE REDES

•Características topográficas de la población actual y futura: perímetro urbano, calles con infraestructura vial, áreas de desarrollo futuro, cursos de agua, localización de servicios públicos (alcantarillado, energía, telefonía, gas).•Características geológicas y del subsuelo: fallas, deslizamientos, inundaciones. •Nivel de amenaza sísmica: sismo de diseño (material de la tubería) y tipo de unión (esfuerzo de tensión y corte).

SISTEMA CONVENCIONAL

Está conformado por uno o más de las siguientes unidades operacionales: •Captación•Retratamiento•Línea de conducción •Línea de impulso •Planta de tratamiento•Estaciona de bombeo •Reservorios •Línea de aducción •Redes de distribución •Conexión domiciliaria •Pileta publica

SISTEMAS NO CONVENCIONALES

Son sistemas que no existe redes de distribución están compuesto por soluciones individuales a nivel familiar y multifamiliar, por lo general requiere el transporte almacenamiento y desinfección de agua en el domicilio. Generalmente no se aplica en pequeñas ni grandes localidades.Captación: La estructura es colocada directamente en la fuente para captar el caudal necesario la captación depende del tipo de fuente que se va a aprovechar para fuente superficial: canal, embalse o lago entre otros. Línea de conducción: Son tuberías para conducir el agua entre las unidades operacionales, por la calidad de agua de conducen puede ser cruda o tratadaEstación de bombeo: Se utiliza cuando el agua está a una cota inferior de la localidad a servir. Se emplea para llevar el agua de la captación a planta, de la planta al reservorio, de reservorio a reservorio, en la red para atender situaciones de emergencia.

COMPONENTES DE UNA RED DE ALCANTARILLADOLas acometidas: que son el conjunto de elementos que permiten incorporar a la red las aguas vertidas por un edificio o predio. A su vez se componen usualmente de:

Las alcantarillas (en ocasiones también llamadas «colectores terciarios»), conductos enterrados en las vías públicas, de pequeña sección, que transportan el caudal de acometidas e imbornales hasta un colector; Los colectores (o «colectores secundarios.

Los colectores principales, que son los mayores colectores de la población y reúnen grandes caudales, hasta aportarlos a su destino final o aliviarlos antes de su incorporación a un emisario

SISTEMA DE DRENAJE AGUAS RESIDUALES

Boca de visita :Estructuras utilizadas para mantenimiento funcionamiento del sistema, a través de estas, se puede tener acceso directo al colector.

Colectores : tuberías encargadas de transportar las aguas residuales hasta su sitio de disposición final.

Red de Colectores Urbanos: Recordemos que estas redes se encuentran en todas las ciudades y urbanismo de todo el mundo esto es muy importante que esas instalaciones permiten desplazar todos los residuos que dejamos en nuestras casas y especialmente en las industrias.

SISTEMA DE DRENAJE AGUAS RESIDUALES Instalaciones de un colector secundario: Se

puede observar que las tuberías son de un diámetro mucho más pequeñas.

Instalaciones de un colector primario: En esta se puede notar que las tuberías son de un diámetro mucho mayor y se necesita una ingeniería más avanzada y maquinarias pesadas.

CARACTERÍSTICAS DEL PARCELAMIENTO

El parcelamiento con el cual se está trabajando, está constituido por una serie de locales comerciales, cancha deportiva, áreas verdes, estacionamiento a cielo abierto.

Así mismo posee una vía principal, a lo largo de la misma se encuentran 11 campos, los cuales poseen una distribución de parcelas que tiene 160m2, 180m2, 260m2. Por otro lado cabe mencionar la presencia de una casa comunal.

Se procede a realizar el diseño del sistema de acueductos y cloacas del conjunto completo.

DISEÑO DE ACUEDUCTOCALCULO DE LAS VELOCIDADES (HAZEN Y WILLIAMS)

Despejando V

Sustituyendo en A queda:

Entonces:

Y de esta manera aplicando la formula se va calculando las velocidades en cada uno de los tramos.

CALCULO DE LAS PÉRDIDAS (HAZEN Y WILLIAMS)Viene dado por C=140 (PEAD) Polietileno de Alta densidad.

Y de esta manera aplicando la formula se va calculando las perdidas en cada uno de los tramos.

CALCULO DE PRESIONES

Ya conociendo estos valores, dependiendo del diámetro de la tubería, y las longitudes de los tramos, se utiliza la ecuación de Bernoulli para calcular la presiones

De esta manera se van realizando los cálculos de las perdidas, al dar positivas se garantiza que el agua llegara a dicho punto. En conjunto con la velocidad que sea mayor a 0,15m/s si el diámetro varía se debe calcular el K con ese diámetro. Es importante resaltar que las pérdidas de los tramos 9-10; 10-11; y 11-12 dieron presiones negativas es decir hay deficiencia de presión, por lo cual el agua no llegara a ese punto.

Tramo Q(m3/seg) Longitud Velocidad(m/seg)

Presión(m) Cota Rasante

Bm-1 0,003 6,89 0,39 0,007 228,695 228,6701-2 0,003 41,07 0,38 0,019 228,70 228,5832-3 0,003 79,99 0,36 0,021 228,583 228,4203-4 0,003 79,98 0,33 0,028 228,420 228,2564-5 0,002 79,99 0,30 0,010 228,256 228,0915-6 0,002 80,07 0,27 0,090 228,091 227,9286-7 0,002 135,80 0,24 0,174 227,928 227,6477-8 0,002 89,96 0,20 0,113 227,647 227,4638-9 0,001 89,87 0,16 0,164 227,463 227,280

9-10 0,00096 90,13 0,32 -0,359 227,280 227,09710-11 0,00064 89,98 0,64 -0,175 227,097 227,00311-12 0,00032 89,92 0,16 -0,959 227,003 226,910

Debido a esto se procede a una segunda alternativa la cual es chequear las presiones a través del programa hidráulico Epanet. Se concluye, que los datos arrojados por Epanet, serán los tomados en cuenta debido, a que en el mismo se realizó la simulación con éxito. Y es de mayor confiabilidad, ya que el mismo detecta cualquier error en el sistema. Y al correr el sistema, no se detectó ningún error. Las velocidades serán tomadas de la Tabla N° 1. Ya que en esta se cumple el criterio de las velocidades. Así como las pérdidas de carga, de Epanet se tomaran las presiones

CORRIDA EN EPANET

Garantizando así la funcionalidad del sistema.

Caudal medio (qm)3,17Lts/segCálculo de caudal máximo diario (qmaxd):Qmaxd=K1*QmCuando K1=1,60Qmaxd=1,60*3,17=5,07Lts/segCálculo de caudal máximo horario (qmaxh)Qmh=K2*QmQmh=2,5*3,17=7,93Lts/segLa K2 tomada corresponde al 250% en el caso de urbanismo.Cálculo de caudal de incendio (qinc)Qinc=1,8*Qm+IQinc= 1,80*3,17+16=21,71Lts/seg

La I tomada corresponde a zona residenciales comerciales o mixtas con 120% de área de construcción o unifamiliar continual.

La demanda de la tubería matriz no es conocida, pero se debe considerar, que para que el presente sistema funcione correctamente, la misma debe tener una demanda, lo suficientemente alta, para abastecer todos los caudales. La cual oscila entre 25Lts/seg.

AccesoriosTubería de PEAD: Aptas para uso alimentario para

conducción de agua potable, entre sus ventajas:* Inertes* Inodoras* Insípidas* Atoxicas*Flexibles.*Ligeras

Se utilizó este tipo de tubería ya que la misma, se adapta a la forma del terreno. Cuyo diámetro varía entre 4”, 2”, y 1”

Campo A3 codos de 90°9 Tee1 Aspesor

Campo B3 Codos 90°13 Tee1 Aspesor

Campo C3 Codos 90°13 Tee1 Aspesor

Campo D3 Codos 90°13 Tee1 Aspesor

Campo E3 Codos 90°13 Tee1 Aspesor

Campo F7 codos 90°11 Tee1 Aspesor

Campo G7 codos 90°11 Tee1 Aspesor

Campo H7 codos 90°11 Tee1 Aspesor

Campo I7 codos 90°11 Tee1 Aspesor

Campo J7 codos 90°11 Tee1 Aspesor

Campo K7 codos 90°11 Tee1 Aspesor

Tramo de locales9 TeeTubería principal2 codos de 90°11 Tee

RED DE CLOACAS

Para las consideraciones de diseño se tomó como referencia la Norma del Instituto Nacional de Obras Sanitarias, INOS. Tomadas en cuenta las siguientes para el desarrollo del diseño:

Artículo 3.12: El gasto de infiltración será de 20.000Lts/día/Km

Artículo 3.18: El diámetro mínimo de la tubería para aguas servidas será de ɸ 0,20m (8”)

Artículo 3.19: El lomo de los colectores estará a una profundidad mínima de 1,15m

Artículo 3.22: Coeficiente de rugosidad

RED DE CLOACASMaterial Coeficiente de rugosidad

PVC 0,012

PEAD 0,012

Fiberglase 0,012

Acero 0,012

Hierro fundido 0,012

Hierro fundido Dúctil 0,012

Asbesto-Cemento 0,013

Arcilla Vitrificada 0,013

Concreto Ø >24” 0,013

Concreto Ø <21” 0,015

Artículo 3.23: La velocidad mínima a sección llena en colectores de aguas servidas será de 0,60m/s.Artículo 3.24: Velocidad máxima depende del material .

RED DE CLOACASMaterial Velocidad

Concreto Rcc28=210Kg/cm2 5,00m/seg.

Concreto Rcc28=280 Kg./cm2 6,00m/seg.



Arcilla Vitrificada 6,00m/seg.

Asbesto cemento 4,50m/s.

Polivinilo de Cloruro (PVC) 4,50 m/s.

Hierro Fundido Vel. Máx. sin limite

RED DE CLOACASArtículo 3.25: Material de colectores; la Inos establece que los

materiales que se pueden emplear en los colectores será: Concreto armado, o sin armar Arcilla Vitrificada Asbesto-Cemento Hierro fundido Hierro fundido dúctil Acero PVC (Policloruro de Vinilo) Fiberglase ( Fibra de vidreo) Polietileno de alta densidad (PEAD) Cualquier otro material, que al igual que los mencionados

anteriormente, deberá cumplir con las especificaciones que al efecto tenga establecido el Instituto Nacional de Obras Sanitarias.

RED DE CLOACAS Artículo 3.36: Las bocas de visitas deberán tener

las siguientes características: -Ubicación: 1. En cada intersección de colectores del sistema. 2. En el comienzo de todo colector. 3. En los tramos rectos de los colectores a una

distancia entre ellas de 150m 4. En todo cambio de dirección, pendiente,

diámetro y materiales empleados en los colectores 5. En los colectores alineados en al comienzo y fin

de la misma, y en la curva a una distancia no mayor de 30m entre ellas cuando corresponda.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO:

Asumiendo Tubería ɸ 0,20m (8”). Tubería de Concreto. Coeficiente de rugosidad para este tipo de

tubería n=0,015 La pendiente para tramos de colectores

secundarios corresponden a cotas de la topografía modificada y la pendiente para tramos de colectores primarios tomada de acuerdo a las cotas del terreno.

Trabajando a sección que no está llena, asumiendo un tirante hidráulico del 60% de la sección de la tubería usada.

Coeficiente de reingreso 80%

CÁLCULOS TÍPICOS

Cálculos Tramos Colectores Secundarios Tramo BV1.1-BV1.3 La dotación para 5 parcelas de 160m2 c/u, de

acuerdo a la norma por tabla de dotación le corresponde 1500l/día

Dotación= 5 * 1500L/día = 7500 L/d Estimación de Población, se considera una

cantidad de 250L/d por persona, entonces, Caudal medio

CÁLCULOS TÍPICOS

Tramo Longitud Qm QAN Qinf QT

BV11.6-BV11.5 1,43 1,03 3,61 0,0029 3,6129

BV11.3-BV11.5 38,74 2,60 9,06 0,0090 9,0690

BV11.5-BV11.7 24,32 0,94 3,30 0,0056 3,3056

BV11.7-BV11.1 19,37 - - - -

BV11.4-BV11.3 12,09 0,48 1,69 0,0028 1,6928

BV11.3-BV11.2 24,57 0,94 3,30 0,0057 3,3057

BV11.2-BV11.1 19,37 - - - -

BV11.1-BV11 12,93 - - - -

Total 20,986

CÁLCULOS TÍPICOSBV2.3-BV2.4 36,57 2,60 9,06 0,0085 9,0685

BV2.4-BV2.5 28,78 2,76 9,61 0,0067 9,6167

BV2.5-BV2.1 18,27 - - - -

BV2.3-BV2.2 28,78 1,79 6,25 0,0067 6,2567

BV2.2-BV2.1 18,30 - - - -

BV2.1-BV2 12,54 - - - -

Total 24,942

BV1.4-BV1.3 36,57 2,60 9,07 0,0085 9,08

BV1.3-BV1.2 28,78 2,76 9,60 0,0067 9,61

BV1.2-BV1.1 18,30 - - - -

BV1.1-BV1 12,41 - - - -

Total 18,69

BVE1-BVE 63,12 0,12 0,096 0,0146 0,11 Locales

DISEÑO DE COLECTOR PRINCIPALEMPLEANDO COTAS DEL TERRENO

Tramo Longitud S Vía (%o) Q Transito Cotas

BV11-BV10 89,92 0,02 20,986 229,26/228,94

BV10-BV9 89,98 0,06 41,972 228,94/228,84

BV9-BV8 89,98 0 (0,01) 62,958 228,84/228,84

BV8-BV7 90,02 0,02 83,944 228,84/229,16

BV7-BV6 89,96 -0,02 104,93 229,16/229,44

BV6-BV5 137,80 -0,03 125,92 229,44/230,18

BV5-BV4 80,07 -0,02 150,86 230,18/230,45

BV4-BV3 79,99 -0,02 175,80 230,45/230,74

BV3-BV2 79,98 -0,01 200,74 230,74/230,93

BV2-BV1 79,99 0,06 225,68 230,93/230,11

BV1-BVE 48,49 0,04 224,48 230,11/229,795

COLECTOR PRINCIPALCOTAS MODIFICADAS

Tramo S Vía (%o) Vc V(m/seg) Cotas

BV11-BV10 0,02 1,28 1,39 228,11/227,79

BV10-BV9 0,06 2,22 2,24 227,79/227,69

BV9-BV8 0,01 0,90 0,99 227,69/227,50

BV8-BV7 0,01 0,90 0,99 227,50/227,31

BV7-BV6 0,01 0,90 0,99 227,31/227,12

BV6-BV5 0,01 0,90 0,99 227,12/226,93

BV5-BV4 0,01 0,90 0,99 226,93/226,74

BV4-BV3 0,01 0,90 0,99 226,74/226,55

BV3-BV2 0,01 0,90 0,99 226,55/226,36

BV2-BV1 0,01 0,90 0,99 226,36/226,17

BV1-BVE 0,02 1,28 1,39 226,17/225,98

COLECTORES SECUNDARIOSTramo S Vía (%o) Vc V(m/seg) Cotas

BV-BVE 0,02 1,28 1,39 226,67/225,98 Comercio

BV1.4-BV1.3 0,03 1,57 1,71 228,82/228,62 Campo A

BV1.3-BV1.2 0,13 3,26 3,55 228,62/227,97

BV1.2-BV1.1 0,31 5,03 5,48 227,97/226,97

BV1,1-BV1 0,37 5,50 5,99 226,97/226,17

BV2.3-BV2.4 0,03 1,57 1,71 228,85/228,62 Campo B

BV2.4-BV2.5 0,13 3,26 3,55 228,62/227,97

BV2.5-BV2.1 0,31 5,03 5,48 227,97/226,97

BV2.1-BV2 0,28 2,60 2,83 226,97/226,36

BV2.3-BV2.2 0,13 3,26 3,55 228,85/227,97

BV2.2-BV2.1 0,31 5,03 5,48 227,97/226,97

BV3.3-BV3.4 0,03 1,57 1,71 229,10/228,87 Campo C

BV3.4-BV3.5 0,13 3,26 3,55 228,87/228,22


BV3.5-BV3.1 0,31 5,03 5,48 228,22/227,22 Campo C

BV3.1-BV3 0,39 5,65 6,16 227,22/226,36

BV3.3-BV3.2 0,13 3,26 3,55 229,10/228,22

BV3.2-BV3.1 0,31 5,03 5,48 228,22/227,22

BV4.3-BV4.4 0,03 1,57 1,71 229,07/229.30 Campo D

BV4.4-BV4.5 0,13 3,26 3,55 229,07/228,42

BV4.5-BV4.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,42

BV4.1-BV4 0,31 5,03 5,48 227,42/226,74

BV4.3-BV4.2 0,13 3,26 3,55 229,07/228,19

BV4.2-BV4.1 0,31 5,03 5,48 228,19/227,42

BV5.3-BV5.4 0,03 1,57 1,71 229,30/229,07 Campo E

BV5.4-BV5.5 0,13 3,26 3,55 229,07/228,42

BV5.5-BV5.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,42


BV5.3-BV5.4 0,03 1,57 1,71 229,30/229,07 Campo E

BV5.4-BV5.5 0,13 3,26 3,55 229,07/228,42

BV5.5-BV5.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,42

BV5.1-BV5 0,22 4,24 4,63 227,42/226,93

BV5.3-BV5.2 0,13 3,26 3,55 229,30/228,42

BV5.2-BV5.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,42

Campo FBV6.6-BV6.5 0,25 4,52 4,93 229,40/228,85

BV6.4-BV6.3 0,20 4,05 4,41 229,40/229,00

BV6.3-BV6.5 0,22 4,24 4,63 229,00/228,85

BV6.5-BV6.7 0,23 4,34 4,73 228,85/227,85

BV6.7-BV6.1 0,13 3,26 3,55 227,85/227,42

BV6.3-BV6.2 0,19 3,94 5,03 229,00/228,21

BV6.2-BV6.1 0,23 4,34 4,73 228,21/227,42


BV6.1-BV6 0,13 3,26 3,55 227,42/227,12 Campo F

BV7.6-BV7.5 0,25 4,52 4,93 229,50/228,95 Campo G

BV7.4-BV7.3 0,20 4,05 4,41 229,50/229,10

BV7.3-BV7.5 0,22 4,24 4,63 229,10/228,95

BV7.5-BV7.7 0,23 4,34 4,73 228,95/227,95

BV7.7-BV7.1 0,13 3,26 3,55 227,95/227,52

BV7.3-BV7.2 0,19 3,94 5,03 229,10/228,31

BV7.2-BV7.1 0,23 4,34 4,73 228,31/227,52

BV7.1-BV7 0,09 2,71 2,96 227,52/227,31

BV8.6-BV8.5 0,25 4,52 4,93 229,60/229,05 Campo H

BV8.4-BV8.3 0,20 4,05 4,41 229,60/228,66

BV8.3-BV8.5 0,22 4,24 4,63 228,66/228,51

BV8.5-BV8.7 0,23 4,34 4,73 228,51/227,51


BV8.7-BV8.1 0,13 3,26 3,55 227,51/227,08 Campo H

BV8.3-BV8.2 0,19 3,94 5,03 228,66/227,87

BV8.2-BV8.1 0,02 1,28 1,39 227,87/227,80

BV8.1-BV8 0,13 3,26 3,55 227,80/227,50

BV9.6-BV9.5 0,25 4,52 4,93 229,70/229,15 Campo I

BV9.4-BV9.3 0,20 4,05 4,41 229,70/229,30

BV9.3-BV9.5 0,22 4,24 4,63 229,30/229,15

BV9.5-BV9.7 0,23 4,34 4,73 229,15/228,15

BV9.7-BV9.1 0,13 3,26 3,55 228,15/227,72

BV9.3-BV9.2 0,19 3,94 5,03 229,30/228,51

BV9.2-BV9.1 0,23 4,34 4,73 228,51/227,72

BV9.1-BV9 0,01 0,90 0,99 227,72/227,69


BV10.6-BV10.5 0,25 4,52 4,93 229,80/229,25 Campo J

BV10.4-BV10.3 0,20 4,05 4,41 229,80/229,40

BV10.3-BV10.5 0,22 4,24 4,63 229,40/229,25

BV10.5-BV10.7 0,23 4,34 4,73 229,25/228,25

BV10.7-BV10.1 0,13 3,26 3,55 228,25/227,82

BV10.3-BV10.2 0,19 3,94 5,03 229,40/228,61

BV10.2-BV10.1 0,23 4,34 4,73 228,61/227,82

BV10.1-BV10 0,01 0,90 0,99 227,82/227,79

B11.6-BV11.5 0,16 3,62 3,94 229,95/229,60 Campo K

BV11.4-BV11.3 0,09 2,71 2,96 229,95/229,75

BV11.3-BV11.5 0,02 1,28 1,39 229,75/229,60


BV11.5-BV11.7 0,23 4,34 4,73 229,60/228,60 Campo K

BV11.7-BV11.1 0,13 3,26 3,55 228,60/228,17

BV11.3-BV11.2 0,19 3,94 5,03 229,75/228,96

BV11.2-BV11.1 0,23 4,34 4,73 228,96/228,17

BV11.1-BV11 0,03 1,57 1,71 228,17/228,11

Engineering

Proyecto acueducto y cloacas