“Año del Buen Servicio al Ciudadano” “Año del Buen Servicio al Ciudadano”
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
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ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
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CÁTEDRA CÁTEDRA ABASTECIMIENTO DE AGUA ABASTECIMIENTO DE AGUA MONOGRAFÍA MONOGRAFÍA INTEGRANTES INTEGRANTES CATEDRÁTICO CATEDRÁTICO
ING. KAYSON BEJARANO DOLORIER ING. KAYSON BEJARANO DOLORIER
PILCOMAYO - HUANCAYO PILCOMAYO - HUANCAYO
2017 2017
DEDICATORIA DEDICATORIA
La presente monografía está dedicado a
DEDICATORIA DEDICATORIA
La presente monografía está dedicado a
AGRADECIMIENTO AGRADECIMIENTO
A
RESUMEN EJECUTIVO
TABLA DE CONTENIDO DEDICATORIA ... 2 AGRADECIMIENTO ... 3 RESUMEN EJECUTIVO ... 4 TABLA DE CONTENIDO... 5 LISTA DE TABLAS... 7 LISTA DE FIGURAS... 8 LISTA DE GRÁFICOS... 9 INTRODUCCIÓN ... 10 OBJETIVOS ALCANZADOS ... 11 OBJETIVO GENERAL ... 11 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 11 CAPÍTULO I: GENERALIDADES... 12 1.1. CAPTACIÓN ... 13 1.1.1. AGUAS SUPERFICIALES... 13 1.1.2. AGUAS SUBTERRÁNEAS ... 14 1.1.2.1. POZOS PROFUNDOS ... 14 1.1.2.2. POZOS EXCAVADOS ... 14 1.1.2.3. GALERÍAS FILTRANTES ... 15 1.1.2.4. MANANTIALES ... 15 1.2. LÍNEA DE CONDUCCIÓN ... 15
1.2.1. TIPOS DE LÍNEAS DE CONDUCCIÓN ... 15
1.2.1.1. CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD ... 16
1.2.1.2. CONDUCCIÓN POR BOMBEO... 17
1.2.1.3. CONDUCCIÓN POR BOMBEO-GRAVEDAD ... 17
1.2.2. COMPONENTES DE UNA LINEA DE CONDUCCIÓN ... 17
1.2.2.1. MATERIALES ... 17
1.2.2.2. PIEZAS ESPECIALES ... 18
1.2.2.3. VÁLVULAS... 19
1.2.2.4. MEDIOS PARA CONTROL TRANSITORIO ... 21
1.2.3. INFORMACIÓN BÁSICA DE DISEÑO ... 21
1.2.4. TRAZADO... 21
1.2.5. CRITERIO DE DISEÑO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN ... 21
1.2.5.2. CARGA ESTÁTICA Y DINÁMICA ... 22
1.2.5.3. CLASES DE TUBERÍAS... 22
1.2.5.4. DIÁMETROS ... 22
1.2.5.5. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS ... 22
1.2.6. LÍNEA DE GRADIENTE HIDRAÚLICO... 23
CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO Y NORMATIVO ... 24
2.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS ... 25 2.1.1. ANTECEDENTES NACIONALES ... 25 2.1.2. ANTECEDENTES INTERNACIONALES ... 26 2.2. CITAS ... 26 2.3. DEFINICIONES... 26 CONCLUSIONES ... 28 RECOMENDACIONES... 29 BIBLIOGRAFIA ... 30
LISTA DE TABLAS
LISTA DE FIGURAS
Imagen 1. Captación de aguas subterráneas. ... 13
Imagen 2. Captación de agua superficial ... 13
Imagen 3. Captación de un río. ...Error! Bookmark not defined. Imagen 4. Captación en embalses. ...Error! Bookmark not defined. Imagen 5. Captación en embalses profundos. ...Error! Bookmark not defined. Imagen 6. Captación de poca profundidad. ... 14
Imagen 7. Captación de Pozos Profundos. ... 14
Imagen 8. Pozos Excavados. ... 15
Imagen 9. Galería filtrante de la Cultura Nazca ... 15
Imagen 10. Captación de un manantial ...Error! Bookmark not defined. Imagen 11. Captación por gravedad. ... 16
Imagen 12. Conducción por Gravedad en tuberías ... 17
Imagen 13. Conducción por Bombeo ...Error! Bookmark not defined. Imagen 14. Conducción por bombeo - gravedad ....Error! Bookmark not defined. Imagen 15. Válvula Eliminadora de Aire ... 20 Imagen 16. Torre de Oscilación ...Error! Bookmark not defined.
Imagen 17. Cargas Estáticas y dinámicas de la línea de conducción ...Error!
Bookmark not defined.
Imagen 18. Válvula de aire manual ...Error! Bookmark not defined. Imagen 19. Válvula de Purga ...Error! Bookmark not defined. Imagen 20. Cámara rompe-presión ...Error! Bookmark not defined. Imagen 21. Comparación entre flujo de tubería y flujo en canales abiertos. ...Error! Bookmark not defined.
LISTA DE GRÁFICOS
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS ALCANZADOS OBJETIVO GENERAL
…….
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
CAPÍTULO I:
1.1. CAPTACIÓN
Se realiza mediante …..
Imagen 1. Captación de aguas subterráneas.
El origen de las aguas de la fuente puede ser: 1.1.1. AGUAS SUPERFICIALES
Es aquella que se encuentra …..
Imagen 3. Captación de poca profundidad.
1.1.2. AGUAS SUBTERRÁNEAS
Es aquella que se encuentr a bajo la superficie terrestre …..
1.1.2.1. POZOS PROFUNDOS
a. Durante la construcción del pozo y pruebas de rendimiento se deberá tomar muestras de agua a f in de determinar su calidad y conveniencia de utilización. (VIVIENDA, 2006).
Imagen 4. Captación de Pozos Profundos. 1.1.2.2. POZOS EXCAVADOS
a. Durante la construcción del pozo y pruebas de rendimiento se deberá tomar muestras de agua a f in de determinar su calidad y conveniencia de utilización. (VIVIENDA, 2006).
Imagen 5. Pozos Excavados. 1.1.2.3. GALERÍAS FILTRANTES
a. La zona de captación deberá estar adecuadamente protegida para evitar la contaminación de las aguas subterráneas. (VIVIENDA, 2006).
Imagen 6. Galería filtrante de la Cultura Nazca 1.1.2.4. MANANTIALES
1.2. LÍNEA DE CONDUCCIÓN
La línea de conducción ….
1.2.1. TIPOS DE LÍNEAS DE CONDUCCIÓN Esta se pueden realizar por:
1.2.1.1. CONDUCCIÓN POR GRAVEDAD
Una conducción por gravedad se presenta cuando la elevación del agua en la fuente de abastecimiento es mayor a la altura piezométrica requerida o existente en el punto de entrega del agua, el transporte del fluido se logra por la diferencia de energías disponible.
Imagen 7. Captación por gravedad.
a) CANAL b) TUBERÍA
Para el cálculo de las tuberías que trabajan con flujo
a presión se utilizarán fórmulas racionales. En caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizarán los coeficientes de fricción que se establecen en la Tabla N° 1. Para el caso de tuberías no consideradas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado.
TIPO DE TUBERÍA “C”
Acero sin costura 120
Acero soldado en espiral 100
Concreto 110
Fibra de vidrio 150
Hierro fundido 100
Hierro fundido con revestimiento 140
Hierro galvanizado 100
Polietileno, Asbesto, Cemento 140
Poli (cloruro vinilo) (PVC) 150
Tabla 1. Coeficientes de Fricción "C" En la Fórmula d e HAZEN WILLIAMS
Imagen 8. Conducción por Gravedad en tuberías
1.2.1.2. CONDUCCIÓN POR BOMBEO
1.2.1.3. CONDUCCIÓN POR BOMBEO-GRAVEDAD 1.2.2. COMPONENTES DE UNA LINEA DE CONDUCCIÓN
1.2.2.1. MATERIALES
En la fabricación de tuberías utilizadas en los sistemas de agua potable, los materiales de mayor uso son: acero, fibrocemento, concreto pre esforzado, cloruro de polivinilo (PVC), hierro dúctil, y polietileno de alta densidad.
1.2.2.2. PIEZAS ESPECIALES a) Juntas
Las juntas se utilizan para unir dos tuberías; las de metal pueden ser de varios tipos, por ejemplo, Gibault, Dresser, etc.
b) Carretes
Los carretes son tubos de pequeña longitud provistos de bridas en los extremos para su unión. Se fabrican de fierro fundido con longitudes de 25, 50, y 75, cm.
c) Extremidades
Las extremidades son tubos de pequeña longitud que se colocan sobre alguna descarga por medio de una brida en uno de sus extremos. Se fabrican en longitudes de 40, 50, y 75 cm. Para materiales de PVC, las extremidades pueden ser campana o espiga.
d) Tees
Las tees se utilizan para unir tres conductos en forma de te, donde las tres uniones pueden ser del mismo diámetro, o dos de igual diámetro y uno menor. En el segundo caso se llama te reducción.
e) Cruces
Las cruces se utilizan para unir cuatro conductos en forma de cruz, donde las cuatro uniones pueden ser del mismo diámetro, o dos mayores de igual diámetro y dos menores de igual diámetro. En el segundo caso se llama cruz reducción.
f) Codos
Los codos tienen la función de unir dos conductos del mismo diámetro en un cambio de dirección ya sea horizontal o vertical. Los codos pueden tener deflexiones de 22.5, 45 y 90 grados.
g) Reducciones
Las reducciones se emplean para unir dos tubos de diferente diámetro. En materiales de PVC, las reducciones pueden ser en forma de espiga o de campana.
h) Coples
Los coples son pequeños tramos de tubo de PVC o de fibrocemento que se utilizan para unir las espigas de dos conductos del mismo diámetro. Los coples pueden ser también de reparación, los cuales se pueden deslizar libremente sobre el tubo para facilitar la unión de los dos tubos en el caso de una reparación.
i) Tapones y tapas
Los tapones y las tapas se colocan en los extremos de un conducto con la función de evitar la salida de flujo. En materiales de PVC, es costumbre llamarlos tapones, pudiendo ser en forma de campana o espiga. En materiales de fierro fundido, se acostumbra llamarlos tapas ciegas.
1.2.2.3. VÁLVULAS
a) Válvula eliminadora de aire
La válvula eliminadora de aire cumple la función de expulsar el aire del tubo que continuamente se acumula en las partes altas sobre el trazo de la conducción, cuando ésta se encuentra en operación.
Imagen 9. Válvula Eliminadora de Aire b) Válvula de admisión y expulsión de aire
La válvula de admisión y expulsión de aire se utiliza para expulsar el aire que contiene la tubería al momento de iniciar el llenado del conducto. Una vez que el agua ejerce presión sobre el flotador de la válvula, ésta se cierra y no se abre mientras exista presión en el conducto.
Otra función de esta válvula es permitir la entrada de aire dentro del tubo al momento de iniciar el vaciado de la tubería, y con ello evitar que se presenten presiones negativas.
c) Válvula de no retorno
La válvula de no retorno tiene la función de evitar la circulación del flujo en el sentido contrario al definido en el diseño.
d) Válvula de seccionamiento
La válvula de seccionamiento se utiliza para controlar e l flujo dentro del tubo, ya sea para impedir el paso del agua o reducir el gasto a un valor requerido.
Las válvulas de seccionamiento pueden ser, por ejemplo, tipo compuerta, de mariposa, o de esfera.
1.2.2.4. MEDIOS PARA CONTROL TRANSITORIO a) Válvula aliviadora de presión
b) Válvula anticipadora del golpe de ariete c) Torre de oscilación
1.2.3. INFORMACIÓN BÁSICA DE DISEÑO Para el diseño se requiere de:
a) Información de la población.
b) Investigación de la fuente: Caudal y temporalidad c) Plano topográfico de la ruta seleccionada.
d) Estudio de suelos y si es el caso estudio geológico para determinar la estabilidad del terreno.
e) Calidad fisicoquímico de la fuente. 1.2.4. TRAZADO
Para definir el perfil de líneas de conducción se tiene en cuenta lo siguiente:
a. Evitar pendientes mayores del 30% para evitar velocidades excesivas.
b. Tener en cuenta la ubicación de las canteras para los préstamos y zonas para la disposición del material sobrante, producto de la excavación.
c. Establecer los puntos donde se ubicarán instalaciones, válvulas y accesorios, u otros accesorios especiales que necesiten cuidados, vigilancia y operación.
1.2.5. CRITERIO DE DISEÑO DE LA LÍNEA DE CONDUCCIÓN
1.2.5.1. CAUDAL DE DISEÑO
Para el diseño de líneas de conducción se utiliza el caudal máximo diario para el período del diseño seleccionado
1.2.5.2. CARGA ESTÁTICA Y DINÁMICA
La Carga Estática máxima aceptable será de 50 m y la Carga Dinámica mínima será de 1 m.
1.2.5.3. CLASES DE TUBERÍAS
Para la selección de la clase de tubería se debe considerar los criterios que se indican en la figura.
Gráfico 1. Presiones de trabajo para diferentes clases de tubería de PVC 1.2.5.4. DIÁMETROS 1.2.5.5. ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS a. VÁLVULA DE AIRE. ………. b. VÁLVULA DE PURGA ……… c. CÁMARA ROMPE-PRESIÓN
CAPÍTULO II:
MARCO TEÓRICO
Y NORMATIVO
2.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
2.1.1. ANTECEDENTES NACIONALES
JUNÍN: Unchupaico en La Oroya: Obra de línea de conducción
de agua registra importante avance.
¡Obra con visos de solución! El proyecto: “Mejoramiento y
Ampliación de los sistemas de agua potable y alcantarillado de
la ciudad de La Oroya”, que en las dos anteriores gestiones
regionales fue paralizado por malos manejos y retomado por el Mg. Ángel Unchupaico Canchumani, gobernador regional de
Junín, muestra un importante avance………
………
………..De ese modo el Gobierno Regional cumple con los
compromisos asumidos a través de la Mesa Diálogo instalado en la PCM para el cumplimiento del proyecto en su componente agua y otras inversiones que se ejecutan con presupuesto del ente regional. GOBIERNO REGIONAL DE JUNÍN ( 3 de Octubre del 2016).
AREQUIPA: Caída de huaicos afectan las líneas de
conducción de agua a Arequipa.
Dos horas diarias de agua potable recibirán en sus hogares
………
En tanto, la población de Arequipa espera en calles y plazas de sus distritos la presencia de los carros cisternas para dotarse de agua potable. ANDINA DEL PERÚ PARA EL MUNDO ( 1 de Febrero del 2017).
2.1.2. ANTECEDENTES INTERNACIONALES
MÉXICO: Invertirán 170 mdp en cuarta línea de conducción de
agua potable.
Con una cuarta línea de conducción de agua
………
Bastidas Bernal señaló que el objetivo es abrir 7 o más frentes a la par para que la obra avance de manera rápida y sin contratiempos, se estima que la cuarta línea de conducción quedará concluida en marzo del 2018. TVP NOTICIAS (28 de Agosto del 2017).
ARGENTINA: Reparación y mantenimiento sobre las líneas de
conducción de agua en Los Coros y Beazley.
A través de la gerencia ……….. y en el
rompecargas para optimizar el servicio. VIVIENDA LA REVISTA DE LA CONSTRUCCIÓN (18 de Enero del 2017).
2.2. CITAS (VIVIENDA, 2006) (VIVIENDA R. , 2017) (MATIAS, 2015) (JUNÍN, 2016) 2.3. DEFINICIONES
AURTODEPURACIÓN: Cando el oxígeno se halla disuelto en el agua en
suficiente cantidad.
FREÁTICA: Corriente de agua que está acumulado en el subsuelo sobre
un capa impermeable y puede aprovecharse mediante pozos.
ALTURA PIEZOMÉTRICA: Medida específica de la presión del líquido
por encima de un datum geodésico.
OSCILACIÓN: Espacio recorrido por un cuerpo oscilante, entre sus dos
PERMISIBLE: Que Puede Ser Permitido.
GALVANIZADO: Es el proceso electroquímico por el cual se puede
cubrir un metal con otro.
ASBESTO: Es el proceso electroquímico por el cual se puede cubrir
un metal con otro.
POLIETILENO: Polímero preparado a partir de etileno.
EMBALSES: Es la acumulación de agua producida por una construcción
en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce.
CAUDAL: Cantidad de agua que lleva una corriente o que fluye de un
manantial o fuente.
GRADIENTE: Variación de una magnitud en función de la distancia, a
partir de la línea en que esta variación es máxima en las magnitudes cuyo valor es distinto en los diversos puntos de una región del espacio.
CONCLUSIONES
CONCLUSIÓN GENERAL:
Las líneas de conducción ………
CONCLUSIÓN ESPECÍFICA
RECOMENDACIONES
RECOMENDACIÓN GENERAL
- Las líneas de conducción deben ……….
RECOMENDACIONES ESPECÍFICAS
