grupo 2 union cota clave

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍFACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS,

FÍSICAS Y QUÍMICASESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

ALCANTARILLADOEXPOSICIÓN GRUPAL

TEMA:

EMPATE DE COLECTORES MEDIANTE EL METODO DE LA COTA CLAVE –

EJERCICIOS DE APLICACIÓN.CATEDRÁTICO:

ING. LENIN MENDOZANIVEL:

OCTAVO “D”PERÍODO LECTIVO:

MAYO 2015 – SEPTIEMBRE 2015INTEGRANTES DEL GRUPO: CALDERERO PANCHANA MARIA JOSE PANTA REYNA HELLEN NICOLE MEZA IBARRA TYRONE MIELES ALCIVAR ERICK DAMIAN

ContenidoINTRODUCCIÓN............................................................................................................................3

OBJETIVOS....................................................................................................................................4

OBJETIVO GENERAL..................................................................................................................4

OBJETIVOS ESPECÍFICOS...............................................................................................................4

1

UNIÓN DE LOS TRAMOS DE ALCANTARILLADO............................................................................5

COTABATEA:.................................................................................................................................5

RÉGIMEN DE FLUJO......................................................................................................................5

EMPATE POR COTA CLAVE...........................................................................................................6

PROFUNDIDAD MÍNIMA A LA COTA CLAVE (H)............................................................................7

PROFUNDIDAD MÁXIMA A LA COTA CLAVE (H)...........................................................................7

PERDIDA DE ENERGÍA Y CAÍDA EN LA COTA CLAVE......................................................................7

Criterio de selección de la tubería hidráulicamente dominante..................................................8

Conducto con menor ángulo de deflexión...............................................................................8

Conducto con mayor altura de velocidad.................................................................................8

Ejercicios de Aplicación................................................................................................................9

EJERCICIO N 1...........................................................................................................................9

EJERCICIO N 2.........................................................................................................................10

CONCLUSIONES..........................................................................................................................11

RECOMENDACIONES..................................................................................................................12

REACTIVOS.................................................................................................................................13

BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................................18

INTRODUCCIÓNLas aguas negras se producen en forma continua y aumentan en cantidad conforme la población crece y diversifica sus actividades socioeconómicas: producen enfermedades infecciosas, afectan la salud y el medio ambiente, y por tanto

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deben ser tratadas entes de ser descargadas en los ríos, lagos u otros cuerpos de agua, o de ser reutilizadas para la agricultura, riego de jardines u otras actividades.

En contra partida, las aguas de lluvia son transitorias y su frecuencia e intensidad dependen del régimen de lluvia imperante en cada localidad. Sin embargo en todos los casos pueden dirigirse mediante interceptores hacia lugares y usos más racionales sin pasarlas a través de costosas instalaciones de tratamiento.

El presente trabajo de investigación se enfoca en una parte importante en los sistemas de alcantarillado sanitario, la unión entre colectores

Se presentan conceptos teóricos, y se centra en las uniones por cota clave de colectores, así como también se realizan ejercicios de aplicación para mejor comprensión del tema.

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OBJETIVOSOBJETIVO GENERALInvestigar, analizar y explicar a través de una exposición para qué se emplea el método de empate de colectores por cota clave.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Describir los métodos más aplicados en lo que respecta al

empate de colectores. Identificar el método de empate más acertado desde el

punto de vista hidráulico. Demostrar el método de cota clave mediante un ejercicio

de aplicación.

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UNIÓN DE LOS TRAMOS DE ALCANTARILLADOLa unión de colectores se hace mediante un pozo. Para realizar el empate de colectores en el pozo existen varios criterios, a saber:

1. Empate por la cota clave (cota superior interna de la tubería).2. Empate por la cota batea (cota inferior interna de la tubería).3. Empate por el 80% de los diámetros.4. Empate por la línea de energía.

De los métodos anterior, los más utilizados son el empate por cota clave (el más simple desde el punto de vista del cálculo) y el empate por línea de energía, aunque la elección del método que se utilice depende de la norma exigida para el proyecto.

COTABATEA: Es el punto más bajo de la sección transversal interna de un

conducto. COTA CLAVE:Es el punto más alto de la sección transversal interna de un conducto.

RÉGIMEN DE FLUJOLa unión de los colectores en el pozo de inspección se realiza de manera diferente para flujo supercrítico. Por lo tanto el número de Froude debe estar correspondiente siendo:

F= v√g Dh

V= velocidad media de flujo m/s

D: Profundidad Hidráulica (m)

G: gravedad (m/s2)

EMPATE POR COTA CLAVEEste tipo de empate puede emplearse en la unión de colectores cuyo diámetro sea inferior a 36” y cuyo régimen de flujo sea subcrítico.

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Es un criterio geométrico que consiste en igualar las cotas claves de la tubería de entrada y salida; entonces la caída en el pozo es la diferencia de los diámetros de los colectores.

Empate de las tuberías por cota clave

Para tener en cuenta la pérdida de energía producida en el pozo debido al cambio de sección, se puede dejar una caída en la clave, ∆Hc, según el diámetro del colector de salida, así:

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PROFUNDIDAD MÍNIMA A LA COTA CLAVE (H)Vías peatonales o zonas verdes 0.75 m

Vías vehiculares 1.20 m

PROFUNDIDAD MÁXIMA A LA COTA CLAVE (H)La profundidad máxima según lo establecido en las normas para redes de recolección y evacuación de aguas residuales, debe ser de 5 metros, aunque puede ser mayor siempre y cuando se garanticen los requerimientos geotécnicos de las cimentaciones y estructurales de los materiales de los colectores durante y después de su construcción.

PERDIDA DE ENERGÍA Y CAÍDA EN LA COTA CLAVEAl ser este un criterio geométrico y desconocer la hidráulica de la conexión en el pozo, es posible que la línea de energía saliente tenga una cota superior a la línea de energía entrante y, por tanto, se producirá un remanso aguas arriba de la unión. Para compensar de cierto modo esto, es posible dejar una caída en la clave ∆Hc, igual a la mitad de la diferencia de los diámetros.

Debido a los cambios de diámetro que existen en una red de tuberías, resulta conveniente definir la forma correcta de conectar las tuberías en los pozos de visita.

Criterio de selección de la tubería hidráulicamente dominante En aquellas cámaras de conexión y/o inspección en las cuales convergen más de una tubería entrante, es necesario determinar cuál de ellas es la hidráulicamente dominante para hacer los cálculos de pérdidas menores en la cámara. Se proponen los tres siguientes criterios:

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Conducto con menor ángulo de deflexión En este caso se selecciona como conducto dominante aquel que presente menor ángulo de deflexión con respecto al conducto de salida. Se recomienda emplear este criterio cuando el conducto que presente esta característica transporte un caudal semejante al de los demás conductos.

Conducto con mayor altura de velocidad Este criterio propone seleccionar como conducto hidráulicamente dominante aquel que presente mayor altura de velocidad. Con la utilización de este criterio de selección es posible que se obtenga como conducto dominante uno que presente un caudal muy inferior al de los demás conductos entrantes a la cámara.

Conducto con mayor valor resultante de multiplicar el caudal (Q) por la velocidad (v).

Este criterio propone seleccionar como conducto hidráulicamente dominante aquel que al multiplicar el caudal que transporta por la velocidad de flujo, de como resultado el mayor valor.

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Ejercicios de AplicaciónEJERCICIO N 1Determinar la caída en la clave (pérdida de energía producida en el pozo), de un colector de entrada que tiene un diámetro de 26’’ y uno de salida con un diámetro de 30’’.

1. DATOS

D1=26 ' '

D2=30 ' '

ΔHc=? FÓRMULA

SOLUCIÓN

ΔHc=34∗(D2−D 1)

ΔHc=34∗(30 ' '−26 ' ' )

ΔHc=3 ' '

RESPUESTA

ΔHc=3 ' '

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http://1.bp.blogspot.com/_FJZh1gy3MuM/TSTurjAk3hI/AAAAAAAAA7w/7wkfFyyaLZA/s1600/11.gif

EJERCICIO N 2Con los siguientes datos calcular la caída en la clave ∆Hc necesaria.

DATOS:D2 = 23 pulgD1 = 20 pulg

∆Hc = 12(D2-D1)

∆Hc = 12(23-20)

∆Hc = 1,5 pulg

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CONCLUSIONES Los métodos más utilizados para la unión de colectores son el

empate por la cota clave y empate por la línea de energía, de estos dos el más acertado es el empate por la línea de energía.

Este tipo de unión es empleado para empatar colectores cuyo diámetro sea inferior a 36”

El empate de colectores por cota clave usa un flujo subcrítico, también denominado flujo lento..

RECOMENDACIONES1. Es importante siempre conocer el régimen de flujo con el cual

se está trabajando y considerar la posible influencia de los regímenes de flujo en el sistema de alcantarillado sanitario para asegurar su funcionamiento óptimo.

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2. Se debe considerar que este sistema de uniones se basa en criterios geométricos por lo cual los criterios hidráulicos no deberán pasar desapercibidos.

3. Al elegir el tipo de unión entre colectores se deben considerar todos los factores de evaluación, económicos, prácticos, entre otros.

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REACTIVOS

Tema o unidad:

UNIÓN DE LOS TRAMOS DE ALCANTARILLADOS.

Subtema:

UNION DE COLECTORES MEDIANTE EL METODO DE COTA CLAVE

Resultado de aprendizaje:Métodos para Empate de Colectores en una Red de Alcantarillado.Bibliografía:

Elementos de diseño para Acueductos y Alcantarillados.

Autor: Ricardo Alfredo López Cualla

VALOR TAXONÓMICO

Conocimiento x Aplicación Síntesis

Comprensión Análisis Evaluación x

CONSTRUCCIÓN DE LA PREGUNTA

¿Cuál es el método más simple desde el punto de vista de cálculo para el empate de colectores?

OPCIONES DE RESPUESTA

A. Empate por la cota clave

B. Empate por la cota batea

C. Empate por el 80% de los diámetros

D. Empate por la línea de energía

OPCIÓN CORRECTA

A DIFICULTAD ESPERADA Baja X Media Alta

SOLUCIÓN A LA PREGUNTA

De los métodos anterior, los más utilizados son el empate por cota clave, por ser el más simple desde el punto de vista del cálculo.

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Tema o unidad:


Subtema:





VALOR TAXONÓMICO

Conocimiento

x Aplicación Síntesis



¿Cuál es el diámetro máximo de la tubería para emplear el empate de colectores por cota clave?


A. 20”

B. 25”

C. 10”

D. 15”

OPCIÓN CORRECTA

A DIFICULTAD ESPERADA Baja X Media Alta


Este tipo de empate puede emplearse en la unión de colectores cuyo diámetro sea inferior a 20”

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Tema o unidad:


Subtema:


Resultado de aprendizaje:Métodos para Empate de Colectores en una Red de Alcantarillado.

Bibliografía: Elementos de diseño para Acueductos y Alcantarillados.


VALOR TAXONÓMICO




¿Como se denominan las estructuras que permiten realizar la unión de dos colectores?


A. Vertederos.

B. Pozos de inspeccion

C. Conexiones domiciliarias

D. Alcantarillas

OPCIÓN CORRECTA

B DIFICULTAD ESPERADA Baja X Media Alta


La unión de tramos de la red de alcantarillado se realiza mediante estructuras

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denominadas pozos de unión o pozos de inspección.

Tema o unidad:


Subtema:





VALOR TAXONÓMICO

Conocimiento

x Aplicación Síntesis



¿Cuál es el método más utilizado y acertado para realizar el empate de los colectores?


A. Empate por la línea de energía

B. Empate por el 80% de los diámetros

C. Empate por la cota clave

D. Empate por la cota batea

OPCIÓN CORRECTA A DIFICULTAD ESPERADA Baja Media x Alta


El método más utilizado y acertado para la unión de colectores es el empate

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por línea de energía.

Tema o unidad:


Subtema:





VALOR TAXONÓMICO




¿En la unión de colectores, de qué depende el método de empate por la línea de energía?


A. Cota de energía

B. Tubería de entrada y salida

C. Régimen de flujo

D. Diámetros de la tubería

OPCIÓN CORRECTA

C DIFICULTAD ESPERADA Baja Media X Alta


En la unión de los colectores, el método de empate por la línea de energía

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depende del régimen de flujo.

BIBLIOGRAFIA Elementos de diseño para Acueductos y Alcantarillados.

Autor: Ricardo Alfredo López Coalla

Mecánica de los Fluidos e Hidráulica

Autor: Ranald V. Giles

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grupo 2 union cota clave

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