Línea De Conducción Por Gravedad

Línea de Conducción por gravedad.
Memoria Descriptiva.
Para nuestro proyecto de un Sistema de Abastecimiento de agua Potable de la Población San Matías Cuijingo, Estado de México, se ubicó una obra de toma a una elevación mayor que el punto más alto de la población, esto con el fin de hacer una propuesta de Línea de Conducción por Gravedad, en la cual se supuso que se encuentra un depósito deaguas subterráneas, lo cual es suficiente para la población, entonces se colocó un pozo como obra de toma para obtener el agua, que por su altura nos dio a una elevación de 2700 metros sobre el nivel del mar, además de que el Tanque de Regularización es superficial, tiene un tirante de 3 metros y esta a 2580 metros sobre el nivel del mar. A continuación se escriben los datos que tenemos.
Datos:Elevación de Obra de Toma: 2,700 m
Elevación de Tanque de Regularización: 2,580 m Tirante de Tanque: 3 m
Longitud de Línea de Conducción: 900 m
Desnivel Topográfico: 120 m 117m contando el tirante del tanque de regularización
Qmaxd= 21.84 l/s = 0.02184 m3/s
Para este proyecto utilizaremos Polietileno de alta Densidad como material de latubería, del cual su coeficiente de rugosidad es .009
n= 0.009

En esta línea de conducción no utilizaremos Cajas Rompedoras de Presión, por lo que habrá Válvulas de Admisión y Expulsión de Aire.
Primero obtendremos el diámetro que debería tener la tubería si se contaran las pérdidas de fricción como todo el desnivel topográfico, sabiendo esto, de la fórmula para obtener las pérdidas de fricciónconocemos todo menos el diámetro, entonces se despejó el diámetro de dicha fórmula y obtuvimos el diámetro para esta línea piezométrica. En nuestro caso, aunque nos saliera un diámetro comercial, no podríamos utilizar este diámetro, porque una parte del terreno pasa por encima de la línea piezométrica, por lo que tenemos que hacer que la línea piezométrica pase por encima de cualquier punto de lalínea de conducción:
Hf=L*Q2*10.293*n2d16/3
Despejando el diámetro de la fórmula queda:
d=( L* Q2*10.293* n2Hf )

Sustituyendo con nuestros datos se tiene:
d=( 900m* 0.0222*10.293* .0092117m )3/16
d = .093 m
Entonces nuestro diámetro es 9.3 cm, pero como no hay ese diámetro comercial, se calcularán las pérdidas por fricción con 10 cm y 7.5 cm, o 4” y 3” respectivamente, para obtener laslíneas piezométricas de ambos diámetros. Ahora si utilizamos la fórmula de las pérdidas por fricción (Hf).
Hf=L*Q2*10.293*n2d16/3
Hf4"=900m* 0.0222 *10.293*.0092.116/3
Hf4"=78.24 m Diámetro mayor

Hf3"=900m* 0.0222 *10.293*.0092.07516/3
Hf4"=362.9 Diámetro menor

Ahora ya tenemos marcada nuestra Línea Piezométrica con ambos diámetros, por lo tanto hay dos longitudes de línea de conducción,una para cada diámetro, para calcular cada longitud de dichas líneas usamos las siguientes fórmulas:
L1=H-( L* Q2 * K2 )Q2 (K1-K2 )
L2=H-( L* Q2 * K1 )Q2 (K2-K1 )

K1=10.293* .0092.116/3 = 179.62
K2=10.293* .0092.07516/3 = 833.10

Sustituyendo con nuestros datos las fórmulas quedan así:
L1=117-( 900* .0222 * 833.10 ).0222 ( 179.62-833.10 )
L1=777.46 m

L2=117-( 900* .0222 * 179.62 ).0222(833.10-179.62 )
L2=122.55 m

Ahora obtenemos las Pérdidas por Fricción de ambos diámetros ahora juntos, utilizando las longitudes que acabamos de obtener ( Estas pérdidas por fricción son las que marcamos en nuestro perfil):
Hf4"=777.46m* 0.0222 *10.293*.0092.116/3
Hf4"=67.59 m

Hf3"=122.55m* 0.0222 *10.293*.0092.07516/3
Hf3"=49.41 m

Cota piezométrica donde hay cambio de diámetro:2700 – 67.59 = 2632.41 m

Válvulas de Admisión y Expulsión de Aire.
Estas Válvulas lo que hacen es expulsar el aire cuando la tubería se está llenando, o admitir aire a la tubería cuando ésta se está vaciando, y se colocan en los puntos altos de la línea de conducción.
En nuestra línea pondremos 3 válvulas, 2 en puntos altos, y otra casi al final de la línea, las cuales están marcadas en el...