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Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
LINEAS DE CONDUCCIONLINEAS DE CONDUCCION
Es el sistema de tuberías, estructuras, accesorios, dispositivos, válvulasEs el sistema de tuberías, estructuras, accesorios, dispositivos, válvulas
y demás elementos que nos permite conducir el agua desde la obra dey demás elementos que nos permite conducir el agua desde la obra de
captación hasta el estanque de almacenamiento donde se llevara a cabo elcaptación hasta el estanque de almacenamiento donde se llevara a cabo el
tratamiento para el consumo.tratamiento para el consumo.
Gravedad -Aducción. Gravedad -Aducción.
Clasificación Clasificación
Bombeo - Impulsión. Bombeo - Impulsión.
Línea de conducción de una estación de bombeo. Línea de conducción de una estación de bombeo.
CRITERIOS PARA EL DISEÑOCRITERIOS PARA EL DISEÑO
De acuerdo a estos criterios se calculan los elementos para un eficienteDe acuerdo a estos criterios se calculan los elementos para un eficiente
funcionamiento de las líneas de conducción.funcionamiento de las líneas de conducción.
1. Carga Disponible (Diferencia de elevación).1. Carga Disponible (Diferencia de elevación).
2. Capacidad Para Transportar el gasto máximo diario (Qmd).2. Capacidad Para Transportar el gasto máximo diario (Qmd).
3. Clase de Tubería Capaz de soportar la presión.3. Clase de Tubería Capaz de soportar la presión.
4. Clase de Tubería en función del material (HF, HG, ACP, HFD).4. Clase de Tubería en función del material (HF, HG, ACP, HFD).
5. Diámetros.5. Diámetros.
6. Estructuras complementarias.6. Estructuras complementarias.
ESTANQUE.
OBRA DE CAPTACION.LINEA CARGA TOTAL.
LINEA PIEZOMETRICA.J (Perdidaspor friccion).
H
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
1)1) CARGA DISPONIBLECARGA DISPONIBLE
La carga disponible viene dada en general por la diferencia de cotasLa carga disponible viene dada en general por la diferencia de cotas
presentada desde el punto de partida en la obra de captación hasta el punto depresentada desde el punto de partida en la obra de captación hasta el punto de
llegada del agua (estanque).figura 2.llegada del agua (estanque).figura 2.
CONCEPTOS BASICOS:CONCEPTOS BASICOS:
LINEA DE CARGA TOTALLINEA DE CARGA TOTAL
Referente a la línea que define el nivel de energía disponible en funciónReferente a la línea que define el nivel de energía disponible en función
de la longitud dada por la ordenada a través de la longitud de la tuberíade la longitud dada por la ordenada a través de la longitud de la tubería
representado por la abscisa. representado por la abscisa.
LINEA DE CARGAS PIEZOMETRICASLINEA DE CARGAS PIEZOMETRICAS
Es el lugar geométrico de las alturas hasta las cuales ascendería elEs el lugar geométrico de las alturas hasta las cuales ascendería el
líquido, en los tubos verticales de vidrio que se conectaran a diferenteslíquido, en los tubos verticales de vidrio que se conectaran a diferentes
aberturas piezométricas a lo largo del tubo.aberturas piezométricas a lo largo del tubo.
Figura 2.Figura 2.
2) 2) GASTO DE DISEÑOGASTO DE DISEÑO
Se necesita saber el consumo máximo diario para satisfacerlo a travésSe necesita saber el consumo máximo diario para satisfacerlo a través
de una tubería eficiente que transite el caudal para dicha población.de una tubería eficiente que transite el caudal para dicha población.
Viene dado por:Viene dado por:
Qmd ═ (K1) (Qm) Qmd ═ (K1) (Qm)
Donde el K1 oscila entre (1,20 < K1 < 1,60)Donde el K1 oscila entre (1,20 < K1 < 1,60)
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
3 y 4) 3 y 4) TUBERIAS: (MATERIALES Y PRESIONES)TUBERIAS: (MATERIALES Y PRESIONES)
Este criterio viene dado por los materiales a utilizar en función de lasEste criterio viene dado por los materiales a utilizar en función de las
condiciones que presente el lugar donde se instalara la línea de conducción yacondiciones que presente el lugar donde se instalara la línea de conducción ya
sea bajo la superficie o encima de ella.sea bajo la superficie o encima de ella.
H.F 4”-24” (Enterrada). H.F 4”-24” (Enterrada).
Acero HG 4”-108” Menor resistencia corrosión. Acero HG 4”-108” Menor resistencia corrosión.
Materiales Asbesto Cemento 4”-24” Frágil. EnterradaMateriales Asbesto Cemento 4”-24” Frágil. Enterrada
Plástico PVC PE 4”-24” Polietileno. Polivinilo de cloruro. Plástico PVC PE 4”-24” Polietileno. Polivinilo de cloruro.
Concreto 24”-108” Concreto 24”-108”
NotaNota: Los más utilizados en el mercado son HG (Hierro galvanizado) y: Los más utilizados en el mercado son HG (Hierro galvanizado) y
PVC (polivinilo de cloruro). PVC (polivinilo de cloruro).
Diámetros 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 (pulgadas). Diámetros 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 (pulgadas).
(Unidades). 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700 (mm).(Unidades). 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700 (mm).
2, 4, 6, 10, 16, 25 Kg/cm2 2, 4, 6, 10, 16, 25 Kg/cm2
Presión de trabajo 100, 150, 200, 250, 300 PSIPresión de trabajo 100, 150, 200, 250, 300 PSI
5) 5) DIAMETROSDIAMETROS
Los diámetros se determinaran en función de las perdidas en lasLos diámetros se determinaran en función de las perdidas en las
tuberías.tuberías.
JL= RQ
n
Dm
La formula de Hazeu-Willians para el flujo de agua a travésLa formula de Hazeu-Willians para el flujo de agua a través
De tubos es de esa forma y R esta dado por:De tubos es de esa forma y R esta dado por:
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
R = R = 10,67510,675 n = 1,852 m = 4,8704 n = 1,852 m = 4,8704 C Cn
J = Pérdidas de energía en tuberías (m).J = Pérdidas de energía en tuberías (m).L = Longitud de la tubería (m).L = Longitud de la tubería (m).
J/L = Pérdida por unidad de longitud del tubo (pendiente de la líneaJ/L = Pérdida por unidad de longitud del tubo (pendiente de la línea
piezométrica), (Gradiente Hidráulico). piezométrica), (Gradiente Hidráulico).
Q = Caudal o gasto (LPS) litros por segundo.Q = Caudal o gasto (LPS) litros por segundo.
R = Radio HidráulicoR = Radio Hidráulico
∅ = Diámetro de la tubería (MM.). = Diámetro de la tubería (MM.).
C = Coeficiente de rugosidad.C = Coeficiente de rugosidad.
-De acuerdo al material de la tubería se tiene establecido un tiempo de vida-De acuerdo al material de la tubería se tiene establecido un tiempo de vida
para dicha tubería que presentamos a continuación. para dicha tubería que presentamos a continuación.
Material.Material. CC 10 años uso10 años uso 30 años uso30 años uso
HFHF 100100 9090 8080
HF DúctilHF Dúctil 100100 9090 8080
HGHG 100-110100-110 100100 9090
AsbestoAsbesto
(Cemento a presión).(Cemento a presión).120120 110110 100100
PVCPVC 140140 130130 120120
J= 10,67×Q1,85×L
C1,85×∅ 4,87 =α LQ1,85
J=∝ LQ2
NotaNota: :
La determinación del diámetro o diámetros de la tubería de conducción,La determinación del diámetro o diámetros de la tubería de conducción,
más conveniente, resultara de aquella combinación que aproveche al máximomás conveniente, resultara de aquella combinación que aproveche al máximo
el desnivel.el desnivel.
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
J=∆H
TramoTramo ProgresivaProgresiva LongitudLongitud ∅ ClaseClase GastoGasto
ABAB 0/2000/200 200200 10”10” 100 HG100 HG 4040
Letra enLetra en
puntospuntos
extremosextremos
DistanciaDistancia
inclinadainclinada
(real)(real)
DiferenciaDiferencia
dede
progresivaprogresiva
DiámetroDiámetro SegúnSegún
presiónpresiónQmdQmd
MODELO DE PRESENTACION DE CALCULOS DE LINEA DE ADUCCIONMODELO DE PRESENTACION DE CALCULOS DE LINEA DE ADUCCION
JJ ∑ J J CotaCota PresiónPresión
EstáticaEstáticaPresiónPresión
DinámicaDinámica
0,850,85 0,850,85 325,5/287,88325,5/287,88 38,2038,20 37,3537,35
PerdidaPerdida
TramoTramoacumuladoacumulado TopografíaTopografía CotaCota
inicialinicial
(cota en el(cota en el
punto)punto)
Menos perdidasMenos perdidas
ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LA LINEA DE CONDUCCIONESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LA LINEA DE CONDUCCION
1)1) TANQUILLAS ROMPECARGASTANQUILLAS ROMPECARGAS (Exceso de presión) (Exceso de presión)
Los desniveles que vienen relacionados con largos trayectos puedenLos desniveles que vienen relacionados con largos trayectos pueden
generar altas presiones en las tuberías, entonces se adiciona un elementogenerar altas presiones en las tuberías, entonces se adiciona un elemento
llamado rompe carga capaz de eliminar la presión para llevarla a cero, una vezllamado rompe carga capaz de eliminar la presión para llevarla a cero, una vez
eliminada la presión se comienza de cero a fluir nuevamente por la tuberíaeliminada la presión se comienza de cero a fluir nuevamente por la tubería
hasta la siguiente estación. hasta la siguiente estación.
SEDIMENTOS.
ORIFICIOS.
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
Existen también válvulas reguladoras de la presión.Existen también válvulas reguladoras de la presión.
2) 2) DESARENADORDESARENADOR (Principio de la línea) (Principio de la línea)Este dispositivo actúa como una cámara de sedimentación en la cual Este dispositivo actúa como una cámara de sedimentación en la cual
reposa el agua para que se sumerja al fondo los posibles sólidos (no flotantes), reposa el agua para que se sumerja al fondo los posibles sólidos (no flotantes),
arenas y otros áridos y así limpiar y filtrar el agua al mismo tiempo para luego arenas y otros áridos y así limpiar y filtrar el agua al mismo tiempo para luego
continuar su destino.continuar su destino.Figura3.Figura3.
Figura3. Figura3. Desarenador.Desarenador.
Dibujo esquemático del desarenador.Dibujo esquemático del desarenador.
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
2)2) VENTOSASVENTOSAS
Se refiere a válvulas o llaves que tienen como funcionamiento básico,Se refiere a válvulas o llaves que tienen como funcionamiento básico,
eliminar el aire de las tuberías o cualquier otro gas aprovechando laeliminar el aire de las tuberías o cualquier otro gas aprovechando la
elevación del gas al drenarlo por la parte superior de la tubería. elevación del gas al drenarlo por la parte superior de la tubería. Figura 4.Figura 4.
Figura 4. Figura 4. Ventosa en funcionamiento.Ventosa en funcionamiento.
Dibujo esquemático del funcionamiento de las ventosas.Dibujo esquemático del funcionamiento de las ventosas.
PROBLEMA(Puntos bajos)
SEDIMENTOS
SOLUCIÓN
LLAVE DEOPERACIÓN
MANUALSentido del agua
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
Nota: Nota: Deben procurarse ciertos puntos altos C/500 a 1000 m C/ventosas.Deben procurarse ciertos puntos altos C/500 a 1000 m C/ventosas.
3)3) PURGAS O VALVULAS DE LIMPIEZA PURGAS O VALVULAS DE LIMPIEZA
Las válvulas de limpieza cumplen una función similar a las ventosas Las válvulas de limpieza cumplen una función similar a las ventosas
solo que de manera contraria, en el fondo de la tubería se sedimentan los solo que de manera contraria, en el fondo de la tubería se sedimentan los
áridos y estos son expulsados de la tubería a través de válvulas de áridos y estos son expulsados de la tubería a través de válvulas de
limpieza.limpieza.
Dibujo esquemático del funcionamiento de las válvulas.Dibujo esquemático del funcionamiento de las válvulas.
Interior de válvula. Interior de válvula.
DH
CotaDH
0325,50
0
196,32287,36
A B C D E F
305304
531,34 763,94 1251
8
L1
L2 L3 L3´
L2´
L1´38,20
21,50 139,60
39,50
Presión Estática
Dinámica
832200 310
565186,40
317,50 290,601320
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
EjemploEjemplo: Conducción por gravedad: Conducción por gravedad..
Carga Disponible = 325,50 – 290,60 = 34,90mCarga Disponible = 325,50 – 290,60 = 34,90mLLtotal = 1320m= 1320m
Presión máxima punto D = 325,50 – 186,40 = 139,10Presión máxima punto D = 325,50 – 186,40 = 139,10Tuberías de 100 a 200 Lbs/pulgTuberías de 100 a 200 Lbs/pulg2
Lbs./pulgLbs./pulg2 mcamca100100 7070150150 105105200200 140140250250 175175300300 210210350350 245245
487487200200 710710 255255 262262
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
139,10 – 21,50 139,10 – 21,50 = = 70 – 21,5070 – 21,50255 L1255 L1
L1 = 105m 105L1 = 105m 105L2 = 181m = 76L2 = 181m = 76L3 = 255m = L3 = 255m = 7474
255255
139,10 – 8 139,10 – 8 = = 70 – 870 – 8
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
267 L1´267 L1´
L1´ = 126 126L1´ = 126 126L2´ = 197,55 41,55L2´ = 197,55 41,55L3´ = 267 L3´ = 267 69,4569,45
Tuberías de soporte (Terreno de excavación antieconómica) HG.Tuberías de soporte (Terreno de excavación antieconómica) HG.
Enterrada ACP, HF, HFD, PVCEnterrada ACP, HF, HFD, PVC
Usaremos HFD C = 100 Usaremos HFD C = 100
DiámetrosDiámetros
J = J = 10,67 Q10,67 Q 1.85 x L = L QL Q1,85
C1.85 4,87
Q = Q = LtsLts. L (m) . L (m) = (m) 40 LPS x m 3 Seg. 1000 Seg. 1000
= = J J = = 34,94 34,94 = 0,000028737 = 0,000028737
L Q L Q1,85 1320(40) 1320(40)1,85
0,(4)287370,(4)28737
= = J J = 0,0000165246 =0,(4)1652= 0,0000165246 =0,(4)1652 L QL Q2
0,(4)37820,(4)3782 6´ 0,(4)5671( 6´ 0,(4)5671(2))0,(5)8547 0,(5)8547 8 0,(4)1390( 8 0,(4)1390(1))
= = 48,97 48,97 = 1045= 10450,0470,047
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
= = J - J - 2 L´L´ QQ n QQn ( (1 - 2))
= = 34,90 – 0,(4)567134,90 – 0,(4)5671 x x (1,05 (1,05 xx 1320)1320) x x 40 40 1,85 40401,85 (0.(4)1390 (0.(4)1390 – 0,(4)5671))
==-38,6911 -38,6911 = 982= 9820,039390,03939
1045 de 8” + 275m de 6”1045 de 8” + 275m de 6”
Punto crítico – E a 832m del estanque.Punto crítico – E a 832m del estanque.
J = J = L QL Q2 = 0,(5)8547 = 0,(5)8547 X X 832832 X X 40402 = 11,38 > 8m = 11,38 > 8m (Disponible) (Disponible)
Ejemplo de conducciónEjemplo de conducción (continuación). (continuación).
= = J J = = 8 8 = 0,(5)6010= 0,(5)6010L QL Q2 832 832 X X 1600 1600
10 10 1 = 0,(5)2645 = 0,(5)2645 8 8 2 = 0,(5)8547
= = 8 – (0,(5)8547 8 – (0,(5)8547 X X 1,051,05 X X 832 832 X X 4040 2 )) = = -3,947-3,947 40 402 (0,(5)2645 - 0,(5)8547) 0,00944320,(5)2645 - 0,(5)8547) 0,0094432
= 418= 418
418 – 10” + 414m 8”418 – 10” + 414m 8”
Tramo E-F L = 488m Tramo E-F L = 488m = 26,90= 26,90
= = 26,40 26,40 = 0,(4)3445= 0,(4)3445488488 X X 1600 1600
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
8” 8” 1 0,(5)8547 0,(5)85476” 6” 2 0,(4)3782 0,(4)3782
= = 26,90 – 0,(4)3782 26,90 – 0,(4)3782 X X 1,051,05 X X 488 488 X X 1600 1600 = = -4,1063488 -4,1063488 16001600 (0,(5)8547 – 0,(4)3782) -0,0468680,(5)8547 – 0,(4)3782) -0,046868
= 87m – 8” – 401m 6”= 87m – 8” – 401m 6”
J = J = L QL Q2 L´= 1,05 Pérdidas por turbulencia L´= 1,05 Pérdidas por turbulencia J = J = 1L QL Q2
J = J = 2L QL Q2
LL1 = L´- LL´- L2
JJ1 = = 1 Q Q2 (L´- LL´- L2) = 1 Q Q2 L´ - L´ - 1 Q Q2 LL2
J = JJ1 + J J2J = 1 Q Q2 L´ - L´ - 1 Q Q2 LL2 + + 2 Q Q2 LL2J - 1 Q Q2 L´ = L´ = 2 Q Q2 LL2- - 1 Q Q2 LL2
J - 1 Q Q2 L´ = L´ = QQ2 LL2(1 - - 2)
LL2 = = J - 1 Q Q 2 L´L´ QQ2 (1 - - 2)
J = 1,95
20”20”1 = 7,032 X X 1010-8
L´ = 305L´ = 305 X X 1,05 = 320,251,05 = 320,25QQ2 = 225= 2252 = 50625= 50625
18” 18” 2 = 1,226 = 1,226 X X 1010-7
LL2 = = 0.81 = 306m= 306m0,00265
Todo el tramo será 18”
Líneas De Conducción.Líneas De Conducción.
= 1,21 = 1,21 X X 1010-7
J = 51,59
2 = 1,226 = 1,226 X X 1010-7
L = 4.607,40QQ2 = 50.625
1 = 2,246 X X 1010-7
= = = 0,1652= 0,1652 X X 1010-4
L L Q Q2
Q = 40L= 37,9 L = 1320
1 = 0,8547 X X 1010-5
2 =0,3782=0,3782 X X 1010-4
LL1 = = 2 Q Q 2 L´ L´ = = 34,90 – 83,8734,90 – 83,87 Q Q2 (1 - - 2) -0,0468368
LL1 = 1045,54m= 1045,54mLL2 = 274,46m= 274,46m