Ingeniería Civil

Universidad de Costa Rica
Escuela de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería
Departamento de Hidráulica y Ambiental
Hidráulica General I
IC- 0709
Grupo 01

Tarea 2:
Diseño de conducciones circulares a presión

Elaborado por:
Mario Esteban Solano Rodríguez B06125

Prof.: Ing. Antonio Sánchez F.

Entrega: 30 de Setiembre del 2013
II ciclo 2013



Resumen Ejecutivo
En elsiguiente informe se presenta el diseño hidráulico de una conducción de agua potable a presión, la cual es importante para el desarrollo de la comunidad, para satisfacer muchas de las necesidades básicas de cada habitante y otras actividades en las cuales se utiliza el agua potable.
Esta tubería presenta datos topográficos de la conducción donde indica la toma de agua y las demás estaciones por lasque se trasladará el líquido a través de todo el trayecto. El agua potable será transportada por una distancia de 8306 m iniciando en una elevación de 894 msnm y finalizando en una planta de tratamiento que presenta una elevación de 253 msnm. A continuación se presenta el mapa topográfico del terreno:


Figura 1. Mapa topográfico de terreno.
Fuente: Solano, 2013.

La tubería diseñadacorresponde para un proyecto que conduce agua potable para abastecer una población de 8500 habitantes, con una dotación de 350 l/hab/día y con un factor máximo diario de 1,5. Esta tubería cuenta con 13 tramos divididos por tanques quiebragradientes para regular la presión del sistema de tubos y disminuir la presión que resistirán los tubos. Las limitantes técnicas presentes en la petición del proyectoes que sólo se podía utilizar tubos de PVC SDR 32,5 de 6“y 8” que soportan una presión de 90 mca, pero para poder cumplir con el reglamento de diseño sólo debería soportar el 80% que corresponde a un valor de 70,4 mca y además con tiempos de cierre de las válvulas de 15 s.
Para cada tanque quiebragradiente se debe de poner dos válvulas de paso, al inicio y al final para que el mantenimiento ymanipulación del sistema de conducción sea más sencillo; en los puntos bajos de los tramos se colocaran válvulas de limpieza esto debido a la acumulación de sedimentos arrastrados por el agua que puede generar obstrucciones en los tubos. Además en los puntos altos en tramos que se requiera se deberá colocar válvulas de aire para prevenir la obstrucción en la tubería y otros problemas de presiones.Memoria de Cálculo
La tubería empleada para satisfacer la conducción de agua potable a presión a la población fue dividida en tramos, para cada tramo se requiere de determinar el caudal de diseño con la siguiente ecuación:


Para utilizar (1) se toman los datos dados en el problema, entonces:


Con esto y utilizando el factor máximo diario se logra determinar elcon la siguiente fórmula:


Entonces con un factor máximo diario 1,50 se tiene que:

Este sería el resultado del caudal de diseño requerido para la población de la obra, seguidamente se obtiene un diámetro ideal para determinar con qué tipo de tubo PVC SDR 32,5 se pondrá en el tramo de la conducción. Con la ecuación de Hazen-Williams se encuentra este diámetro:

Donde,
representa lalongitud total del tramo
el caudal de diseño
es una constante de acuerdo al material del tubo = 150
representa las pérdidas totales del tramo = 20 m
Realizando la sustitución con los datos del tramo 1 se tiene:



Con esta medida del diámetro exacto para este tramo de la tubería de conducción se debe de escoger el diámetro inmediato superior e inferior de acuerdo a los diámetroscomerciales brindados por el profesor (Anexos). Entonces es así como se realiza una combinación de los tubos PVS SDR 32,5.
En este tramo los diámetros internos comerciales son y que corresponden a los diámetros de los tubos de 6” y 8” de diámetro nominal.
Ahora para realizar esta combinación de tubos, se debe separar la longitud del tramo en los tubos que se dividirá. Entonces para obtener cada...