hidraulica

HIDRAULICA I



Facultad de Ingeniería

Programa de Ingeniería Civil

- 2 -




TALLER HIDRÁULICA I
REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA







Realizado por:

RAÚL ANDRÉS RODRÍGUEZ-1116255070
JORGE EDUARDO VERA TORO-1115083734
VALENTINA LAGOS TABARES-1094949242







REVISADO POR:

HERNÁN ALONSO ARISTIZÁBAL
Ingeniero civil
Titular De La Asignatura De Hidráulica I






PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL












ARMENIA-QUINDÍO
2015
RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA


Imagen N°1


Imagen N°2

CÁLCULO DE ÁREAS

MANZANA 1
Área
m^2
1
1556,03
2
632,31
3
2438,14
4
2100,32
5
823,14
TOTAL
7549,94
Tabla N°1

MANZANA 2
Área
m^2
6
2351,09
7
3130,86
8
927,18
TOTAL
6409,13
Tabla N°2

MANZANA 3
Área
m^2
9
1080,69
10
1395,74
11
914,03
TOTAL
3390,46
Tabla N°3

MANZANA 4
Área
m^2
12
2094,02
13
2268,41
14
1870,83
15
2274,1
TOTAL
8507,36
Tabla N°4

MANZANA 5
Área
m^2
16
1595,19
17
2665,56
18
1644,55
19
1551,78
TOTAL
7457,08
Tabla N°5



Imagen N°3
P.C = PUNTO DE CONEXIÓN

Para realizar los cálculos de los consumos en los establecimientos comerciales, oficinas, clínicas, etc. Se hizo uso de las tablas presentadas a continuación que se encuentran en el titulo B capítulo 2 del Ras – 2000.


Imagen N°4


Imagen N°5


Imagen N°6

Cálculos de Consumo
Consumo Casa (promedio integrantes del grupo)

Promedio consumo=13+13+143 (m3)
=13,33333m3mes
=13,33333m3mes*hab
=4,4444m3mes*hab
=4,444430m3dia*hab
Promedio consumo=0,148148m3dia*hab
Consumo
148,148148 Litros/día*hab







Manzana 1

Consumo Casas
5 viviendas*4habvivienda*148,148148Ltdia*hab=2962,96Ltdia
Consumo Locales Comerciales
Local 1 Spa 75,067 m2*6Ltm2*dia=450,402Ltdia
Local 2 Almacén 67,046 m2*6Ltm2*dia=402,276Ltdia
Consumo Oficinas
Conficafe 405,855 m2*20Ltm2*dia=8117,1Ltdia
Notaría 5ta 52,785 m2*2 pisos*20Ltm2*dia=2111,4Ltdia
Seguro 180,675 m2*2 pisos*20Ltm2*dia=7227Ltdia
Sede Clínica El Prado 612,345 m2*20Ltm2*dia=12246,9Ltdia
Consumo Edificios
Edificio Los Alcázares 12 pisos*2aptospiso*4habapto*148,148148Ltdia*dia=14222,222Ltdia
Torre 100 95 aptos*4habapto*148,148148Ltdia*dia=56296,296Ltdia
Torre Horizonte 34 aptos*4habapto*148,148148Ltdia*dia=20148,148Ltdia

Consumo total Manzana 1: 124184,704Ltdia
Área Total Manzana 1: 7549,94 m2
Caudal Específico por unidad de Superficie: 124184,704Ltdia7549,94 m2=16,4484358816Ltdia*m2




Manzana 2

Consumo Casas
17 viviendas*4habvivienda*148,148148Ltdia*hab=10074,074Ltdia
Consumo Jardín infantil (escolar)
Jardín 255 alumnos*20Ltalumnos*jornada=5100Ltjornada
2 jornadas diarias 5100Ltjornada*2 jornadadia=10200Ltdia
Consumo Locales Comerciales
Local Spa 139,225 m2*6Ltm2*dia=835,53Ltdia
Fundación niños 74,326 m2*6Ltm2*dia=445,956Ltdia

Consumo total Manzana 2: 21555,56 Ltdia
Área Total Manzana 2: 6409,13 m2
Caudal Específico por unidad de Superficie: 21555,56Ltdia6409,13 m2=3,36325835176Ltdia*m2

Manzana 3

Consumo Oficinas
Oficina Desarrollo 61,995 m2*20Ltm2*dia=1239,9Ltdia
Odontología 150,124 m2*20Ltm2*dia*2 pisos=6004,96Ltdia
Consumo Locales Comerciales
Farmacia 42,841 m2*6Ltm2*dia=257,046Ltdia
Local 53,562 m2*6Ltm2*dia*2 pisos=642,744Ltdia
Consumo total Manzana 3: 8144,65 Ltdia
Área Total Manzana 3: 3390,46 m2
Caudal Específico por unidad de Superficie: 8144,65Ltdia3390,46 m2=2,4022256567Ltdia*m2

Manzana 4

Consumo Casas
13 viviendas*4habvivienda*148,148148Ltdia*hab=7703,70Ltdia
Consumo Locales Comerciales
Farmacia 48,756 m2*6Ltm2*dia=292,536Ltdia
Consumo Oficinas
Odontología 43,487 m2*20Ltm2*dia=869,74Ltdia
Cirugía Plástica 148,563m2*2 pisos*20Ltm2*dia=5942,52Ltdia
Oficinas Universitarias 211,219 m2*2 pisos*20Ltm2*dia=8448,76Ltdia
Oficina de Sanidad Policía 186,124 m2*5 pisos*20Ltm2*dia=18612,4Ltdia
Consumo Edificios
"Edificio 1" 12 aptos*4habapto*148,148148Ltdia*dia=7111,11Ltdia
"Edificio 2" 5 aptos*4habapto*148,148148Ltdia*dia=2962,96Ltdia

Consumo total Manzana 4: 51943,726Ltdia
Área Total Manzana 4: 8507,36 m2
Caudal Específico por unidad de Superficie: 51943,726Ltdia8507,36 m2=6,10573973595Ltdia*m2

Manzana 5

Consumo Edificios
Clínica Saludcoop 200 camas*800Ltcama*dia=160000Ltdia
Clínica El Prado 60 camas*800Ltcama*dia=48000Ltdia

Consumo total Manzana 5: 208000Ltdia
Área Total Manzana 5: 7457,08 m2
Caudal Específico por unidad de Superficie: 208000Ltdia7457,08 m2=27,8929554195Ltdia*m2


TRAZADO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA


Imagen N°7

Imagen N°8


DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES EN LOS NODOS

Caudal de Consumo en el Nodo
Qi=Ai*Qe
Qi=Caudal de Consumo en el nudo i (Lts)
Ai=Área de influencia por el nodo i (m2)
Qe=Caudal específico por unidad de superficie (Lts*m2)

Para facilidad del cálculo, se realizó esta operación para todos los nodos en Excel, y se presentan los resultados a continuación:

Tabla N°6
Nodo
Caudal (Lt/día)
Caudal (Lt/seg)
1
10400,51049
0,120376279
2
42454,30193
0,491369235
3
17003,40861
0,196798711
4
57294,16091
0,663126862
5
43283,73036
0,500969101
6
74350,34625
0,860536415
7
60632,98712
0,701770684
8
40115,28395
0,464297268
9
42699,65071
0,49420892
10
25594,25968
0,296229857
Tabla N°7


Alturas Nodos
Nodo
Cota (m)
1
1527
2
1525
3
1519
4
1518
5
1517
6
1525
7
1526
8
1526
9
1527
10
1526
Punto Conexión
1526
Tabla N°8










PARÁMETROS DE DISEÑO
Periodo de diseño

Para la distribución de agua potable en la red, teniendo esta un nivel de complejidad Alto se tiene un periodo de diseño de 30 años.

Desviación angular de las tuberías de la red de distribución

Al ser Armenia una zona de amenaza sísmica alta no se recomienda desviar angularmente las tuberías en las uniones mecánicas, con el fin de mantener su flexibilidad y dar seguridad a la red.

Materiales para las tuberías de la red de distribución.

Para el propósito de este trabajo y debido a que es de estricto manejo académico, el material que se usara para la red de tuberías será de polivinilo de cloruro (PVC) por criterio del grupo y debido a que es el material más común para las redes de distribución de agua potable por las propiedades físicas, mecánicas y químicas que posee.

Presiones en la red de distribución

La presión dinámica mínima para los niveles de complejidad del sistema alto debe ser 147,2 KPa (15 mca), para todos los niveles de complejidad del sistema, la presión estática máxima debe ser de 490,5 KPa (50 mca). La red de distribución debe estar subdividida en tantas zonas de presión como se requiera para cumplir con las anteriores condiciones de presión

Diámetros de las tuberías en la red de distribución

Diámetros nominales mínimos de la red matriz
Para un nivel de complejidad de sistema Alto el diámetro mínimo será de 300 mm.

Diámetros nominales mínimos en las redes menores de distribución
El valor de diámetro mínimo para las redes menores de distribución con nivel de complejidad alto, tiene un diámetro mínimo de 150 mm para zonas comerciales e industriales y 75 mm en zonas residenciales.

Diámetros para el cálculo hidráulico de la red
Se deben utilizar los diámetros reales internos de las tuberías para cada uno de los materiales que podrían formar la red de distribución. El cálculo hidráulico se debe realizar tantas veces como materiales haya disponibles para las tuberías.

Diámetro de hidrantes
Los diámetros mínimos de los hidrantes contra incendios, colocados en la red de distribución de agua potable, para un nivel de complejidad alto es 75 mm En zonas residenciales con densidades menores a 200 Hab/ha. 100 mm En sectores comerciales e industriales o zonas residenciales con alta densidad.

Velocidades para remoción de biopelículas

Con el fin de desprender películas biológicas y depósitos inorgánicos al interior de las tuberías de la red de distribución, se debe garantizar una velocidad de lavado de las tuberías que no sea inferior a 1,8 m/s.

Pendientes en las tuberías de la red de distribución

Con el objeto de permitir la acumulación del aire en los puntos altos y su eliminación por las válvulas colocadas con este fin y para facilitar el arrastre de los sedimentos hacia los puntos bajos y acelerar el desagüe de las tuberías, éstas no deben colocarse horizontalmente.

Profundidad de instalación de las tuberías a cota clave

Profundidad mínima

En todos los casos donde exista la posibilidad de flujo vehicular, la profundidad mínima a la cual deben colocarse las tuberías de la red de distribución no debe ser inferior a 1.0 m medidos desde la cota de clave de la tubería hasta la superficie del terreno.

Todos los pasos sobre quebradas, ríos, canales, depresiones u otras estructuras deben estar enterrados hasta donde sea posible, con el fin de minimizar los pasos aéreos a los estrictamente necesarios, teniendo en cuenta aspectos de seguridad, vulnerabilidad, estética y menor costo de instalación, manteniendo el mismo material de la red de distribución.

Profundidad máxima

En términos generales, la profundidad máxima de las tuberías que conforman la red de distribución, para todos los niveles de complejidad del sistema, no debe exceder los 1.5 m de profundidad medidos desde la cota de clave de la tubería hasta la superficie del terreno. Casos diferentes a éste deben contar con la aprobación previa de la persona prestadora del servicio público de acueducto o de la oficina de planeación municipal.