Memoria Descriptiva y de Calculo Del Diseño de Una Red de Acueducto
Memoria Descriptiva y de Calculo Del Diseño de Una Red de Acueducto
Memoria Descriptiva y de Calculo Del Diseño de Una Red de Acueducto
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AMBIENTAL
CÁTEDRA DE ACUEDUCTOS Y CLOACAS
PERÍODO 2-2018
PROYECTO No. 1
DISEÑO DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA PARA UN URBANISMO
NUEVO
ELABORADO POR:
DE ABREU, STEVEN CI. 25.582.416
SALAZAR, CÉSAR CI. 26.689.156
VERENZUELA, JOSÉ CI. 21.315.747
Proyectistas:
Fecha de Elaboración del Proyecto: A los veintiocho (28) días del mes de
Febrero de 2019.
2
FICHA RESUMEN DEL PROYECTO
Nombre del Proyecto: Diseño de Red de Distribución de Agua para el
urbanismo “La Atalaya”.
3
ÍNDICE DE CONTENIDO
MEMORIA DESCRIPTIVA
-Nombre del urbanismo y ubicación……………………………………….…. 05
- Alcance del proyecto………………………………………………………..….05
- Esquema de ubicación…………………………………………………………05
- Información básica del urbanismo……………………………………...…….06
- Información del punto de incorporación……………………………………...06
- Materiales de las tuberías y accesorios……………………………..……….06
MEMORIA DE CÀLCULO
- Esquemas de red seleccionada para el diseño……………………………..07
- Descripción detallada del tipo de sistema de distribución seleccionada…10
- Criterios adoptados en el proyecto…………………………………………...10
- Cálculo de las dotaciones y del caudal medio…………………………...….11
- Cálculo de gastos medios por tramos……………………………….……….13
- Definición de la red de análisis…………………………………………….….14
- Estimación de gastos de tránsito y selección de diámetros……………….16
- Análisis de la red……………………………………………………………….17
- Cálculo de cuadro de presiones…………………………………………..….20
- Especificaciones técnicas del material. ……………………………………..21
- Diseño del estanque de almacenamiento…………………………………...22
CONCLUSIONES……………………………………………………………………28
BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………29
ANEXOS……………………………………………………………………….……..30
4
MEMORIA DESCRIPTIVA
Esquema de Ubicación:
5
Información Básica del Urbanismo:
El urbanismo La Atalaya está distribuido en tres áreas de la siguiente manera:
Etapa 1 con 19,76 hectáreas; Etapa 2 con 10,00 hectáreas y Etapa 3 con 10,46
hectáreas. Siendo así el área total del urbanismo de 40,22 hectáreas.
Las Etapas 2 y 3 corresponden a zonas no desarrolladas, sin embargo se conoce
que su densidad es de 60 y 50 hab/Ha respectivamente. Por otro lado, la Etapa 1
es una zona desarrollada que abarca dentro de su área las siguientes edificaciones:
Viviendas:
Unifamiliares (118 parcelas destinadas a este uso)
Bifamiliares (46 parcelas destinadas a este uso)
Multifamiliares (15 parcelas destinadas a este uso)
Instituciones Publicas
Centros Asistenciales( 2 parcelas destinadas a este uso)
Planteles Educacionales (2 parcelas destinadas a este uso)
Iglesia (1 parcela destinada a este uso)
Oficinas Públicas ( 3 parcelas destinadas a este uso)
Comercios
Supermercados (1 parcela destinada a este uso)
Restaurantes (5 parcelas destinadas a este uso)
Centros comerciales (1 parcela destinada a este uso)
Hoteles (1 parcelas destinada a este uso)
Fuentes de soda y similares (3 parcelas destinadas a este uso)
Industriales
Planta de tratamiento (1 parcela destinada a este uso)
Planta eléctrica (1 parcela destinada a este uso)
Recreacional y Deportiva
Cines (1 parcela destinada a este uso)
Complejo deportivo (1 parcela destinada a este uso)
Discotecas (1 parcela destinada a este uso)
Tuberías:
Policloruro de Vinilo (P.V.C.)
Accesorios:
Policloruro de Vinilo (P.V.C.)
6
Llaves:
Hierro Fundido (H.F.)
7
MEMORIA DE CÁLCULO
Esquemas de red seleccionada para el diseño.
8
Ilustración 2: Red con nomenclatura de nodos indicada.
9
Descripción del tipo de sistema de distribución seleccionada.
10
La distribución de válvulas bridadas es la más efectiva y
económica, seleccionadas de tal manera de que al cerrar 4 llaves
se pueda hacer las reparaciones pertinentes sin afectar muchas
parcelas.
Las tomas domiciliarias están ubicadas en la mitad de las aceras
de cada parcela.
𝑙𝑡𝑠
𝑄𝑚𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎 2 = 600 ℎ𝑎𝑏 ∗ 250 = 150.000 𝑙𝑡𝑠/𝑑𝑖𝑎
𝑑𝑖𝑎 ∗ ℎ𝑎𝑏
CAPITULO VII DE LA
EDIFICACIÓN
GACETA No 4.044
TIPO ARTICULO TABLA
Viviendas 109 N 7 y No 8
o
11
Industrias 112
Recreacional, Deportivo,
113 No 9
Diversión y Esparcimiento
Riego de jardines y Áreas -
115
verdes
Ejemplo de cálculos:
Para vivienda unifamiliar:
Manzana-4, parcela 02
Numero de parcelas iguales en área a la parcela 02 = 14
Área de parcela = 180 m2 ;
Dotación por uso según art 109, tabla No7, Gaceta 4.044 =
1500lts/día
Dotación Gasto medio = 15*1500 = 22500 lts/día
Total Gasto Medio = 22500/86400 =0,260 lts/seg
Para centro asistencial:
Manzana-18, parcela 01 (consultorio odontológico):
Unidades dentales: 3
Dotación por uso según art 110, Gaceta No 4.044 = 1000 lts/día
Dotación Gasto medio = *3*1000 = 3000 lts/día
Total Gasto Medio = 3000/86400 =0,035 lts/seg
Para comercio:
Manzana-02, parcela 17 (Restaurante de Hamburguesas)
Área de parcela = 350 m2
Dotación por uso según art 111, Gaceta 4.044 = 50 lts/día
Dotación Gasto medio = 350*50 = 175000 lts/día
Total Gasto Medio = 17500/86400 =0,203 lts/seg
𝑙𝑡𝑠
𝑄𝑚𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎 1 = ∑ 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑒𝑙𝑎𝑠 = 1.378.302,284
𝑑𝑖𝑎
𝑙𝑡𝑠
𝑄𝑚𝐸𝑡𝑎𝑝𝑎 1 = 15,953
𝑠𝑒𝑔
𝒍𝒕𝒔 𝒍𝒕𝒔
𝑸𝒎𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟏. 𝟔𝟓𝟗. 𝟎𝟓𝟐, 𝟐𝟖𝟒 𝒅𝒊𝒂 𝑸𝒎𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟏𝟗, 𝟐𝟎𝟐 𝒔𝒆𝒈
12
Cálculo de gastos medios por tramos.
Ejemplo de cálculos:
Para Tramo C4-C5:
𝑙𝑡𝑠
𝑄𝑚𝐶4−𝐶5 = 𝑄𝑚𝑃01𝑀19 + 𝑄𝑚𝑃02𝑀19 → 𝑄𝑚𝐶4−𝐶5 = 0,124
𝑠𝑒𝑔
Donde:
Dotación de parcela 01, manzana 19: QmP01M19 = 0,032 lts/seg
Dotación de parcela 02, manzana 19: QmP02M19 = 0,092 lts/seg
Dotación de tramo C4-C5: QmC4-C5 = 0,124 lts/seg
13
Definición de la red de análisis
14
Con la dotación en cada tramo de malla seleccionada, se procede a realizar el
método de repartición de nodos para obtener el gasto en estos últimos, llevando al
nodo la mitad de la dotación los tramos que lo conforme.
Ejemplo de cálculo:
Dotación en nodo E2
𝑄𝑚𝐸2−𝐶1 𝑄𝑚𝐸2−𝐸5
𝑄𝑚𝐸2 = +
2 2
0,579 0,394
𝑄𝑚𝐸2 = + = 0,486 𝑙𝑡𝑠/𝑠𝑒𝑔
2 2
A1 A5 A9
I II
3,783 3,288
1,860
C2 C5 C9
IV III
0,486 0,506 1,139
E2 E5 E9
𝑙𝑡𝑠
𝑄𝑚𝑎𝑥ℎ = 2,5 𝑄𝑚 = 2,5(19,202) = 48,005
𝑠𝑒𝑔
15
𝑙𝑡𝑠
𝑄𝐷𝐶 = 1,8 𝑄𝑚 + 𝐼 = 1,8(19,202) + 32 = 66,564
𝑠𝑒𝑔
Para el análisis de red se tomara el caso más desfavorable de los dos, que será
el que genere mayor consumo, teniendo entonces que QDC > Qmaxh el consumo de
diseño será el de incendio, es decir, 66,564 lts/seg
Ejemplo de cálculo:
Dotación en nodo E2
𝑄𝑑𝑐𝐸2 = 1,8(𝑄𝑚𝐸2 )
𝑄𝑑𝑐𝐸2 = 1,8(0,486) = 0,876𝑙𝑡𝑠/𝑠𝑒𝑔
16
La selección de los diámetros más económicos en la red de distribución se hará
según los gastos estimados de cada tramo y haciendo uso de la siguiente tabla:
Análisis de la red.
17
𝟏𝟎,𝟔𝟕 𝑸𝒂𝒔𝒖𝒎 𝟏,𝟖𝟓𝟐
Ecuación para determinar pérdidas: 𝑱= 𝟏, 𝟎𝟓𝑳 ( )
𝑫𝟒,𝟖𝟕
𝑪
∑𝑱
Ecuación para determinar gasto de corrección: q=−
𝟏,𝟖𝟓 ∑ 𝑱/𝑸
Criterio para determinar gasto corregido:
Donde:
J: Pérdida de carga (m)
D: Diámetro de tubería (mm)
L: Longitud de tubería (m)
Qasum: Gasto asumido (l/s)
C: Coeficiente de rugosidad de tubería
q: Gasto de corrección (l/s)
Qc: Gasto corregido (l/s)
Proceso de iteración:
ITERACIÓN Nº: 1
MALLA TRAMO L (m) L' (m) Q (lts/seg) φ (mm) J (m) J/Q q (lts/seg) Qc (lts/seg)
A1-A5 234,994 246,744 9,965 110,000 2,555 0,256 6,069
A5-C5 283,468 297,642 6,849 110,000 -1,539 0,225 11,089
I. -3,896
C1-C5 234,992 246,742 6,849 110,000 1,276 0,186 6,849
A1-C1 278,969 292,917 13,568 110,000 5,371 0,396 9,672
7,663 1,063
A5-A9 193,000 202,650 9,709 110,000 2,000 0,206 10,053
A9-C9 278,569 292,497 26,236 160,000 -2,933 0,112 25,892
II 0,344
C5-C9 193,004 202,654 6,849 110,000 -1,048 0,153 7,988
A5-C5 283,468 297,642 6,849 110,000 1,539 0,225 11,089
-0,443 0,695
C5-C9 193,004 202,654 6,849 110,000 1,048 0,153 7,988
C9-E9 138,631 145,563 25,306 160,000 -1,365 0,054 23,822
III 1,483
E5-E9 193,001 202,651 27,355 160,000 -2,196 0,080 25,872
C5-E5 137,831 144,723 27,355 160,000 1,568 0,057 30,116
-0,945 0,345
C1-C5 234,992 246,742 6,849 110,000 -1,276 0,186 6,849
C5-E5 137,831 144,723 27,355 160,000 -1,568 0,057 30,116
IV -1,277
E2-E5 153,997 161,697 10,942 110,000 1,991 0,182 9,665
C1-E2 219,227 230,189 10,066 110,000 2,429 0,241 8,789
1,576 0,667
:
:
:
18
:
:
ITERACIÓN Nº: 20
MALLA TRAMO L (m) L' (m) Q (lts/seg) φ (mm) J (m) J/Q q (lts/seg) Qc (lts/seg)
A1-A5 234,994 246,744 4,097 110,000 0,493 0,120 4,097
A5-C5 283,468 297,642 10,917 110,000 -3,650 0,334 10,917
I. 0,000
C1-C5 234,992 246,742 6,849 110,000 1,276 0,186 6,849
A1-C1 278,969 292,917 7,700 110,000 1,881 0,244 7,700
0,000 0,885
A5-A9 193,000 202,650 7,910 110,000 1,368 0,173 7,910
A9-C9 278,569 292,497 28,035 160,000 -3,317 0,118 28,035
II 0,000
C5-C9 193,004 202,654 8,896 110,000 -1,701 0,191 8,896
A5-C5 283,468 297,642 10,917 110,000 3,650 0,334 10,917
0,000 0,817
C5-C9 193,004 202,654 8,896 110,000 1,701 0,191 8,896
C9-E9 138,631 145,563 25,057 160,000 -1,341 0,054 25,057
III 0,000
E5-E9 193,001 202,651 27,106 160,000 -2,159 0,080 27,107
C5-E5 137,831 144,723 29,462 160,000 1,799 0,061 29,462
0,000 0,385
C1-C5 234,992 246,742 6,849 110,000 -1,276 0,186 6,849
C5-E5 137,831 144,723 29,462 160,000 -1,799 0,061 29,462
IV 0,000
E2-E5 153,997 161,697 9,084 110,000 1,411 0,155 9,084
C1-E2 219,227 230,189 8,208 110,000 1,664 0,203 8,208
0,000 0,605
19
Cálculo de cuadro de presiones.
20
Especificaciones técnicas del material o materiales seleccionados. Clases
de tuberías (presión de trabajo).
21
Diseño del estanque de almacenamiento para dos condiciones de
servicio:
Cálculo de capacidad
22
Volumen de Emergencia (Ve): Para prevenir cualquier
eventualidad que se presente en la línea de aducción, en la que se
presente un déficit en el suministro de agua, se determina este
volumen adicional de emergencia, asumiendo una interrupción en
la conducción del agua hasta el estanque de 4 horas del gasto
medio diario del urbanismo, obteniendo la capacidad de la
siguiente manera:
𝑉𝑒 = 4ℎ𝑟𝑠𝑄𝑚𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑙𝑡𝑠 86.400𝑠 1𝑚3
𝑉𝑒 = 4ℎ (19,202 )( ∗ ) = 𝟒𝟏𝟒, 𝟕𝟔𝟑 𝒎𝟑
𝑠𝑒𝑔 1𝑑𝑖𝑎 1000𝑙𝑡𝑠
Volumen de Incendio (Vi): Como para el diseño de la red de
distribución se asumió con un gasto de incendio de 32 lts/seg, este
gasto debe existir dentro de la capacidad del estanque,
garantizando así atender cualquier contingencia de incendio en un
determinado lapso. De tal manera que, asumiendo, según las
normas, un tiempo de duración de incendio de 4 horas, la
capacidad del estanque para casos de incendio será entonces:
𝑽 = 𝑽𝒄 + 𝑽𝒆 + 𝑽𝒊 = 𝟏. 𝟐𝟓𝟕, 𝟏𝟒𝟓𝒎𝟑
Dimensiones aproximadas
𝑽 𝟏.𝟐𝟓𝟖
𝑽 = 𝒓𝟐 𝝅𝑯 → 𝑯 = = = 𝟔, 𝟐𝟓𝟕 𝒎
𝒓𝟐 𝝅 (𝟖)𝟐 𝝅
Además de la altura obtenida para el volumen total, se debe agregar una altura
para la cámara de aire que tiene el estanque, asumiendo un valor de 40 cm, la altura
requerida del estanque es la siguiente: Hreq = 6,657 m
23
Finalmente, para obtener una altura cómoda de construir, la altura requerida se
redondea a su entero mayor más cercano, quedando entonces que la altura
propuesta del estanque es de 7 metros. Las dimensiones y cotas de del estanque
se anexan en la siguiente tabla:
DIMENSONES Y COTAS
DEL ESTANQUE
Diámetro (m) 16,000
Altura (m) 7,000
Capacidad (m3) 1258,000
Cota de fondo (msnm) 540,459
Cota de rebose (msnm) 547,459
Cota de rebose (msnm) 543,959
Cálculo de capacidad
24
los dos periodos de suministro, siendo este caso de 29 y 19 por
ciento respectivamente, extraídos de la curva presente en el
gráfico.
𝑙𝑡𝑠 86400𝑠𝑒𝑔 1𝑚3
𝑉𝑐 = (𝑀𝑑 + 𝑀𝑒)𝑄𝑚 = (19% + 29%) (19,202 )( ∗ )
𝑠𝑒𝑔 1𝑑 1000𝑙𝑡𝑠
𝑽𝒄 = 𝟕𝟗𝟔, 𝟑𝟒𝟓𝒎𝟑
𝑽 = 𝑽𝒄 + 𝑽𝒆 + 𝑽𝒊 = 𝟏𝟔𝟕𝟏, 𝟗𝟎𝟖 𝒎𝟑
Dimensiones aproximadas:
Se realizó el mismo análisis que en el caso de consumo continuo, asumiendo un
radio de 8m, la altura obtenida para el estanque es mayor a la del caso continuo,
siendo la altura 9m, por lo tanto considerando el análisis de caso para dos periodos,
las dimensiones y cotas del estanque son mayores que en el caso continuo.
DIMENSONES Y COTAS
DEL ESTANQUE
Diámetro (m) 16,000
Altura (m) 9,000
Capacidad (m3) 1672,00
Cota de fondo (msnm) 539,459
Cota de rebose (msnm) 548,459
Cota media (msnm) 543,959
25
o Esquema de las tuberías que conforman el estaque
26
CONCLUSIONES
27
BIBLIOGRAFIA
Normas para Proyecto, Construcción, Reparación, Reforma y
Mantenimiento de Edificaciones (GACETA OFICIAL Nº 4.044
Extraordinario del 8 de septiembre de 1988)
Palacios, A. (2004), ACUEDUCTOS, CLOACAS Y DRENAJE.
Arocha, S. (), ABASTECIMIENTO DE AGUA, TEORIA & DISEÑO.
NORMA VENEZOLANA COVENIN 1294:2001
PAVCO, Manual Técnico Tubosistemas PRESION PVC
CATALOGO DE PRODUCTOS TUBRICA
TUBRICA, Manual Técnico, SISTEMA ACUEDUCTO UNION RIEBER
http://tubrica.com/
28
ANEXOS
29
Ilustración 6: Dimensiones y cotas del estanque elevado del urbanismo.
30
Ilustración 7: Catalogo de tuberías y accesorios de TUBRICA (1).
31
Ilustración 8: Catalogo de tuberías y accesorios de TUBRICA (2).
32
Ilustración 9: Catalogo de tuberías y accesorios de TUBRICA (3).
33
Ilustración 10: Catalogo de tuberías y accesorios de TUBRICA (4).
34
Ilustración 11: Tuberías de PVC
35
Ilustración 12: Válvula bridada.
36
Ilustración 13: Hidrantes.
37
Ilustración 14: Consulta Preliminar.
38