OBRAS DE CONDUCCIÓN.

Este tipo de obras permiten transportar y/o conducir el agua de un lugar a otro. Se clasifican de acuerdo a la forma de transportar el flujo en:

 Transporte con flujo libre.  Transporte con flujo a presión.

En el presente proyecto de abastecimiento de agua potable para la comunidad beneficiaria, el transporte del líquido elemento se realiza bajo presión desde la estación de bombeo hasta el reservorio de almacenamiento elevado, debido a que por condiciones de la topografía; la ubicación del terreno del reservorio de almacenamiento elevado se encuentra a 30 metros aproximadamente por encima de la cota terreno de la fuente de abastecimiento8_.

 Cota terreno del manantial = 2385.89m.s.n.m.

 Cota terreno ubicación de reservorio = 2415.78m.sn.m.

Cuadro 7.3. Línea de conducción-impulsión. Fuente: Propio.

___________________________________________________________ (8) Ver Plano 06 “LINEA DE IMPULSION”

Debido a estas circunstancias, se prevé transportar el caudal necesario hasta el reservorio de almacenamiento, mediante una línea de impulsión y una estación de bombeo.

7.2.1. LÍNEA DE IMPULSIÓN O BOMBEO.

La línea de impulsión es un sistema de abastecimiento de agua potable que cuenta en su conjunto por tuberías, válvulas, accesorios, estructuras y obras de arte encargados de la conducción mediante impulsión del agua desde la captación hasta el reservorio de almacenamiento.

La existencia de fuentes de abastecimientos de agua a elevaciones inferiores a sitios de consumo, obliga a estudiar alternativas de bombeo que mediante análisis económico permitan la solución más ventajosa.

A diferencia de una línea de conducción por gravedad, donde la carga disponible es un criterio lógico de diseño que permite la máxima economía, al elegir diámetros cuyas pérdidas de carga sean máximas; en el caso de conducción por bombeo o impulsión, la diferencia de elevación es carga a vencer que va a verse incrementada en función de la selección de diámetros menores y consecuentemente ocasionará mayores costos de equipos y de energía.

Es por tanto, cuando se tiene que bombear agua mediante una línea directa al reservorio de almacenamiento, existirá una relación inversa de costos entre potencia requerida y diámetros de la tubería.

Dentro de estas consideraciones se tendrán dos alternativas:

 Diámetros pequeños y equipos de bombeo grandes con lo cual se tiene un costo mínimo para la tubería, pero máximo para los equipos de bombeo y su operación.

 Diámetros grandes y un equipo de bombeo de baja potencia, resultando altos costos para la tubería y bajos para los equipos y su operación.

Entre estas dos alternativas existen varias soluciones de acuerdo a los diferentes diámetros comerciales existentes, de cuyo análisis económico se seleccionará el más conveniente para la satisfacción del Centro Poblado Umapalca.

7.2.2. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO. 7.2.2.1. CAUDAL DE DISEÑO.

El gasto de diseño de una línea de conducción por bombeo será el correspondiente al consumo máximo diario para el periodo de diseño.

Debido a que no resulta económicamente aconsejable ni práctico mantener periodos de bombeo por 24 horas diarias,

habrá que incrementar el gasto de bombeo de acuerdo a la relación de horas de bombeo, satisfaciendo las necesidades de la población en estudio las 24 horas del día.

Por tanto:

      ∗ ∗

 Qb : Caudal de bombeo.

 Qm : Caudal promedio diario anual.  K1 : Coeficiente adimensional9

 N : Número de horas de bombeo.

7.2.2.2. FENÓMENO DEL GOLPE DE ARIETE Y EFECTOS EN LA LINEA DE CONDUCCIÓN POR BOMBEO.

El fenómeno de golpe de ariete es observable cuando en la línea de bombeo se interrumpe súbitamente la energía que propulsa la columna de agua. Este efecto genera presión interna a todo lo largo de la tubería, la cual es recibida en su interior y en el de las demás instalaciones como un impacto.

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El agua que circula por la tubería a cierta velocidad posee una energía cinética la que se disipa al interrumpirse bruscamente el flujo. Tomando en cuenta que la tubería posee cierto grado de elasticidad, parte de esta energía de velocidad será utilizada para ensanchar la tubería y el resto se transformará en energía potencial de comprensión sobre el agua.10

Al cerrar instantáneamente o parar el equipo de bombeo, la comprensión del agua y expansión de la tubería comienzan en el punto de cierre, transmitiéndose hacia arriba a una velocidad determinada, conocida como velocidad de onda de presión.

Cuando la onda de presión llega al extremo superior de la tubería, la totalidad de la columna de agua ha sido comprimida, la tubería se ha expandido en toda su longitud y la velocidad reducida a cero. Esta condición de energía potencial almacenada es inestable y debido a que el agua en la tubería se encuentra ahora a una presión superior a la del depósito, esta comenzará a fluir en dirección contraria.

___________________________________________________________ (10) Abastecimientos de Agua Teoría y Diseño, Segunda Edición; Simón Arocha Ravelo.

Determinando el exceso de presión, la tubería estará expuesta en cualquier sitio a una presión igual a su presión estática más el exceso de presión provocado por el golpe de ariete o en caso de efectos de presión dinámica por la presión que defina su línea piezométrica en el punto considerado, de modo que la tubería debe ser verificada para ambas condiciones.

A fin de disminuir la presión por golpe de ariete, se emplean algunos dispositivos especiales tales como:

 Válvulas de alivio.  Cámaras de aire.