1. Proyecto de Ingenieria Sanitaria II de Armando

8/17/2019 1. Proyecto de Ingenieria Sanitaria II de Armando

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FACULDAD DE INGENIERIA CIVIL “DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMINETOFiME “

INDICE

1. Nombre y Lugar Del Proyecto………………………………………………………….2. Resume Ejecutivo.

2.1. Objetivos del royecto

2.1.1. Objetivo ge!eral2.1.2. Objetivo eseci"ico

2.2. Par#metros b#sicos de dise$o2.%. Descrici&! ge!eral de u!a la!ta de tratamie!to de agua otable2.'. Partes o como!e!tes de la la!ta de tratamie!to2.(. )lujo grama de la la!ta de tratamie!to

%. I!ge!ier*a De Proyecto

SANITARIA III (CIV-340)GRUPO 2


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1. Nombre Del Proyecto

El nombre del proyecto es: “Dise$o De +!a Pla!ta de ,ratamie!to de -gua Potable)iE”.

2. Resume Ejecutivo2.1. Objetivos del royecto

2.1.1. Objetivo ge!eral

El objetivo es diseñar un sistema óptimo de una red de alcantarillado pluvial para preservar la vida y el medioambiente.

'.2 Objetivos Esec*"icos

• Maximizar aspectos técnicos y minimizar costos.

• Evacuar las aguas pluviales de la zona.• olucionar los problemas de salubridad y saneamiento b!sico de la población" con el diseño del

alcantarillado.• #iseñar el alcantarillado para suplir las necesidades de la comunidad.• $reservar los recursos %idr!ulicos" pues las aguas usadas no van a contaminar las aguas provenientes

del subsuelo.• &bicar las c!maras de inspección para su respectivo mantenimiento o limpieza.• #eterminar los di!metros de las tuber'as.• (omprobar la velocidad m'nima" pendientes y la tención tractiva para asegurar una evacuación

satis)actoria de las aguas residuales de la zona.• (umplir con todos los aspectos *ue exige la +orma ,oliviana -+, //0.

2.2. Par#metros b#sicos de dise$o

1os par!metros b!sicos de diseño son un conjunto de valores necesarios" los cuales son obtenidos en base a estudios del campo recolección de in)ormación técnica" económica" social" ambiental ycultural de la población a ser bene)iciada por el proyecto.

1os par!metros de diseño son:

• (alidad de agua: ala

•

(audal de diseño:

Qd=5lps



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2.%. Descrici&! ge!eral de u!sistema de alca!tarillado luvial

&n sistema de alcantarillado pluvial est! constituida por un conjunto de unidades destinadas aevacuar el agua de lluvia

/I0,- DE PER)IL 0I0,E- DE -LC-N,-RILL-DO

/I0,- EN PL-N,- 0I0,E- DE -LC-N,-RILL-DO

E03+E- 4LO5-L



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E/-C+-CI6N DE -4+-0 0ER/ID-0 7 PL+/I-LE0

1os componentes de un sistema de alcantarillado pluvial

Colectores terciarios: on tuber'as de pe*ueño di!metro -234 a 534 mm de di!metro interno" *ue pueden estarcolocados debajo de las veredas" a los cuales se conectan las acometidas domiciliares6

Colectores secu!darios: on las tuber'as *ue recogen las aguas de los terciarios y los conducen a loscolectores principales. e sit7an enterradas" en las v'as p7blicas.

Colectores ri!ciales: on tuber'as de gran di!metro" situadas generalmente en las partes m!s bajas delas ciudades" y transportan las aguas servidas %asta su destino )inal.

Po8os de i!secci&!: on c!maras verticales *ue permiten el acceso a los colectores" para )acilitar sumantenimiento.

Co!e9io!es domiciliares: on pe*ueñas c!maras" de %ormigón" ladrillo o pl!stico *ue conectan elalcantarillado privado" interior a la propiedad" con el p7blico" en las v'as.

Estaci&! de tratamie!to de las aguas usadas o Estaci&! Deuradora de -guas Residuales : Existen variostipos de estaciones de tratamiento" *ue por la calidad del agua a la salida de la misma se clasi)ican en:estaciones de tratamiento rimario" secu!dario o terciario.

/ertido "i!al de las aguas tratadas: el vertido )inal del agua tratada puede ser:

• 1levada a un r'o o arroyo.• 8ertida al mar en proximidad de la costa.• 8ertida al mar mediante un emisario submarino" llev!ndola a varias centenas de metros de la costa6• 9eutilizada para riego y otros menesteres apropiados.



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2.'. )lujo grama de la la!ta de tratamie!to

%. I!ge!ier*a De Proyecto

%.1. Dise$o Del Ca!al De E!trada

$ara el diseño del canal de entrada se cuenta con los siguientes datos:

d ; 3.4 1$

< e tiene una pendiente de : s ; 2 =>==

< ección óptima del canal : n ; 4.42? -%ormigón0

< Ecuación de manning :


AGUA

EMISARIORED CUERPO


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Diseño Vertedor Triangular

Para:

Entonces usar: @ ; A.4cm

B ; ?C% ;? CA ; 5D.4cm

, ; /C% ; /CA ; D5.4cm

dem!s se tomar! una altura de rebose de F cm.

Regla De -"oro



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%.2. Dise$e "iltro grueso di!#mico :)4Di;

Datos Generales:

Qd=5 Lps → Qd=18m3/hr

N =2

V f =2m /hr

%.2.1. Caudal or cada moduloQd /2=9m

3/hr

%.2.2.


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L=4.5m2

1.5m =3m

%.2.%. -ltura de "iltro.

%.2.'. Dise$o De La ,uber*a =ltile )4DI :E,ODO I;$ara el diseño de la tuber'a m7ltiple se tienen los siguientes datos:8 lavado ; 54m>%r , ; 2.3 m1 ; ? m

%.2.'.1. C#lculo del caudal de lavado :3 lavado;>Q L=V lav. ∙ A

Q L=20 ∙3∙1.5=90m3 /hr

Q L=25 Lps

%.2.'.2. C#lculo del caudal or cada lateral> + ; tuber'as laterales

(!lculo de la distancia entre las 3 tuber'as correspondientes a cada tuber'a principal:

S= d N

S=3m−0.40m

5=0.52m=52mok (S=0.5m a1m)

q Lavado=

25 Lps6 =4.167 Lps

%.2.'.%. C#lculo de los ori"icios

o=n ∙ AoB ∙ L

#onde o=0.0015 y asumiendo un d'metro de ori)icios de (∅orificios=1.27 cm)


L= A

! f = ! l+ ! ls+ ! lf + ! "l

! f =0.20m+0.20m+0.40m+

! f =1.0m


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n=(0.0015 ∙1.5∙3)

# ∙(0.01272)m2

4

=53.30$54orificios

(alculo del n7mero de ori)icios en cada tuber'a lateral

N % c . t . l .=n%Orificios N %&u".L.

N % c . t . l .=54

6=9orificios

+sar> A ori)icios en cada tuber'a lateral de ∅Orificios=1

2∈¿

(alculo de la distancia de los ori)icios en la tuber'a lateral

$14cm

%.2.'.'. Determi!aci&! del di#metro de la tuber*a lateral>∅ L .=√ 2 ∙ n∙∅Orificios

#onde: n= Numero de orificios

∅ L .=√ 2 ∙9∙ 1

2∈¿

∅ L .=2.12∈¿

#iantre comercial ∅ L=21/2∈¿

%.2.'.(. Determi!aci&! del di#metro de la tuber*a ri!cial>

∅ p=√ 2 ∙ N ∙∅&u" . Lateral

#onde:

N = Numerode tu"erias laterales

∅ p=√ 2 ∙6 ∙21 /2∈¿

∅ p=8.66∈¿

&sar: ∅ p=9 ' '



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%.2.(. Dise$o De La ,uber*a =ltile )4DI :E,ODO II;

Datos:

V Lavado

=20m /hr

B=1.5m

L=3m

Calculo del caudal de lavado

Q L= A ∙ V L

Q L=90m3/hr=0.025m3/ s

Calculo del caudal or cada lateralsumiendo tuber'as laterales -+ ; 0

Separaci(nentre tu"er)as laterales: S= d N

S=

3m−0.40m5 =0.52m→Ok

q Lavado=Q L N

q Lavado=90m3/hr

6=15m3/hr

q Lavado=4.167 Lps

Di#metro de los ori"icios

e adoptara un di!metro de ori)icios de: ∅Orif *=1/2 ' ' =1.27 cm

Area de cada orificio Ao=# 4

∙0.01272 m2=1.27E-4 m2



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8elocidad en cada ori)icio V o=(4 a5m /s) se adoptara una velocidad de ori)icio de:

V o=4m /s

(audal en cada ori)icio:Qo= A o∙ V o

Qo=0.000127m2 ∙4m /s

Qo=5.07E-4 m3 /s

Qo=0.507 Lps

Calculo del !=mero de los ori"icios

N %Orif .=Q L

Qo

N %Orif .= 0.025

0.000507=49.30$50orificios

sumiendo: N %Orif .=60orificios

+rea totalde los orificios A¿=60∙0.000127=7.62E-3m2

Comprobación: Areatotal de orificios

Areade filtracion =(0.0015−0.005)

A¿ A ,il .

=0.00762m2

(1.5∙3)m2 =0.0017Satisfactorio

Calculo del di#metro de la tuber*a lateral

+umero de ori)icios por cada lateral

N % o . c . L= N %Orif

N

=60

6

=10

#istancia entre ori)icios en la tuber'a lateral

d=(150−40)cm

9=12.20 cm

Grea de los ori)icios en cada lateral Ao . c . L=10 ∙0.000127 m

2



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Ao . c . L=0.00127m2

Areadel &u"o Lateral Area orificioslaterale

=(2a4 )

Asumir: 2

Grea del tubo lateral: A& * L=2 ∙ Ao . c . L

A& * L=2 ∙0.00127m2

A& * L=0.00254 m2

(alculo del di!metro del tubo lateral

∅ L=

√

4 ∙ A& . L

#

∅ L=√ 4 ∙0.00254

# =0.057m=5.7cm

-sar :∅ L=21 /2 ' '

Grea del tubo lateral

A L= # 4

∙(2.5 ∙2.54

100 )2

=0.0032m2

Comprobación. Areadel &u"o Lateral Area orificioslaterale

=(2a4 )

A L Ao . c . L

= 0.0032

0.00127=2.51Satisfactorio

Calculo de la tuber*a ri!cial

Area del&u"oolector

Area de N ' &u"os Laterales=(1.67a3)

Asumir: 2



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Grea del tubo colector A& . =2 ∙ A& . L s

Grea de tubos laterales A& .L s= N ' ∙ A L

#onde +H es el tubo *ue llega a cada nudo -en este caso al colector solo llega un lateral -+H ; 200

A& . L s=1 ∙0.0032m2=0.0032m2

El !rea del tubo colector ser!:

A& . =2 ∙0.0032m2=0.0064 m2

(alculo del di!metro del colector principal:

∅ p=√ 4 ∙ A & .

#

∅ p=√ 4 ∙0.0064

# =0.09m=9cm

-sar :∅ p=4 ' '

Grea del tubo colector principal:

A /=# 4

∙(4 ∙ 2.54100 )2

=0.0081m2

Comprobación. Area del&u"oolector


A / A& . L s

=0.00810.0032

=2.53Satisfactorio



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Pri!ciales resultados de dise$o del )4Di

Par#metros De Dise$o /alor

Obte!ido(audal de diseño 5.3 1psnc%o b 2.3 m1argo 1 ? mltura del )iltro 2 m8elocidad de )iltración 4.54 m>s8elocidad de lavado 54 m>%r (audal de lavado A4 m?>%r 1ec%o de soporte1ec%o )iltranteltura del agua del vertedero de entrada

+umero de tubos laterales 1ongitud de lateral 2.24 m

eparación entre laterales 35 cm +umero de ori)icios por lateral 24eparación entre ori)icios 25.54 cm#i!metro del ori)icio 2>5HH#i!metro del tubo 1ateral 5 2>5HH#i!metro del tubo $rincipal FHHeparación de tapón y paredeparación de Iee y ori)icios

%.%. Dise$o Del )iltro 4rueso -sce!de!te E! 0erie :)4D0 2;

Datos:

Qd /2=9m3/hr

V f =0.5m /hr


! ls=20cm ! lf =40c


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%.%.1.


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, ; ? m

1 ; m

%.%.%.1. C#lculo del caudal de lavado :3lavado>;

1 ; 54m>%C?mCm ;?4 m?>%

1 ; 244 1ps

(!lculo de la distancia entre tuber'as correspondientes a cada tuber'a principal:

e tomar! en cuenta las siguientes consideraciones:

+7mero de tuber'as laterales ; 22

Espaciamiento:

JKL

(audal de tuber'as laterales:

q=Qlavado

N =

100

11

=9.09 Lps

%.%.%.2. C#lculo de los ori"icios>

o=n ∙ AoB ∙ L

#onde 9 o ; 4.44?

do ; 23 mm -di!metro de los ori)icios lateral0

n= (0.003 ∙3 ∙6)

# ∙(0.0192)m2

4

=105.456$106orificios



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n%Orificios N %&u".L.

106

11=9.64$10orificios

+sar> 24 ori)icios en cada tuber'a lateral de ∅Orificios=3

4∈¿

eparación de ori)icios de la tuber'a lateral:

%.%.%.%. Determi!aci&! del di#metro de la tuber*a lateral>

%.%.%.'. Determi!aci&! del di#metro de la tuber*a ri!cial>

%.%.'. Dise$o De La ,uber*a =ltile )4-0 :?todo II;$ara el diseño de la tuber'a m7ltiple se tienen los siguientes datos8 lavado ; 54m>%, ; ? m1 ; m

C#lculo del 3lavado>

1 ; 54m>%C?mCm ;?4 m?>%1 ; 4.2 m?>se tomar! en cuenta las siguientes consideraciones: +7mero de tuber'as laterales ; 24



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Espaciamiento:

JKLCaudal de tuberías laterales:

q=Qlavado

N =

360m 3/h10

=10 Lps


e adoptara un di!metro de ori)icios de: ∅Orif *=1/2 ' ' =1.27 cm


∙0.01272 m2=1.27E-4 m2

8elocidad en cada ori)icio V o=(4 a5m/s) se adoptara una velocidad de ori)icio de

V o=4m /s

El caudal en cada ori)icio:Qo= Ao∙ V o

Qo=0.000127m2 ∙4m /s

Qo=5.07E-4 m3

/s

Qo=0.507 Lps


N %Orif .=Q LQo

N %Orif .= 0.1

0.000507=197.24$198orificios

sumiendo: N %Orif .=220

orificios +rea totaldelos orificios A ¿=220∙0.000127=0.0279m

2





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A¿ A ,il .

=0.0279m2

(3 ∙6)m2 =0.00155 Satisfactorio


+umero de ori)icios por cada lateral N % o . c . L= N %Orif N =22010

=22


d=(600−40)cm

21=26.67cm $27cm

Grea de los ori)icios en cada lateral Ao . c . L=22 ∙0.000127m

2

Ao . c . L=0.00279m2


=(2a4 )

Asumir 2


A& * L=2 ∙0.00279m2

A& * L=0.00558m2


∅ L=

√ 4 ∙ A& . L

#

∅ L=√ 4 ∙0.00558

# =0.084m=8.43 cm

∅ L=4' '


A L= # 4

∙(4 ∙ 2.54100 )2

=0.0081m2


=(2a4 )

A L Ao . c . L

= 0.0081





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Area del&u"oolector


Asumir: 1.7

Grea del tubo colector A& . =1.7 ∙ A& . L s



A& . L s=1 ∙0.0081m2=0.0081m2

El !rea del tubo colector ser!: A& . =1.7 ∙0.0081m

2=0.0138m2


∅ p=√ 4 ∙ A & .

#

∅ p=√ 4 ∙0.0138

# =0.13m=13cm

∅ p=6 ' '


A /=# 4

∙(6 ∙ 2.54100 )2

=0.0182m2



A / A& . L s

=0.0182




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Pri!ciales resultados de dise$o del )4-0

Par#metros De Dise$o /alorObte!ido(audal de diseño 5.3 1ps

nc%o b ? m

1argo 1 m

ltura del )iltro -2 y 5 )iltro0 2.4 m

8elocidad super)icial de lavado 4.23 m>s

8elocidad de lavado 54 m>%r

(audal de lavado 244 m?>%r

Primer "iltro1ec%o de soporte

1ec%o )iltrante

0egu!do "iltro1ec%o de soporte1ec%o )iltrante

+umero de tubos laterales 24

1ongitud de lateral 5.4 m

eparación entre laterales D4 cm +umero de ori)icios por lateral 55

eparación entre ori)icios 5D cm

#i!metro del ori)icio 2>5HH

#i!metro del tubo 1ateral FHH#i!metro del tubo $rincipal HH

%.'. Dise$o del "iltro le!to de are!a :)L-;

Datos:

Qd /2=9m3/hr


! ls=30cm

! lf =80cm

! ls=35cm

! lf =70cm


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V f =0.2m/hr

Donde:

a. Válvula para controlar entrada de agua pretratada y regular velocidadde fltración

b. Dispositivo para drenar capa de agua sobrenadante, “cuello de ganso”.c. Conexión para llenar lecho fltrante con agua limpiad. Válvula para drenar lecho fltrantee. Válvula para desechar agua tratada

. Válvula para suministrar agua tratada al depósito de agua limpiag. Vertedero de entradah. !ndicador calibrado de "u#oi. Vertedero de salida. #. Vertedero de excesos$. Cámara de entrada a %&'l. Ventana de acceso a %&'

(.).*.Área de fltro


A s=Q d /2

V f

A s= 9

0.2


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As=45m2%r , ; F.3 m1 ; 24 m

%.'.%.1. C#lculo del caudal de lavado :3 lavado;>

Q L=V lav. ∙ AQ L=20 ∙4.5 ∙10=900m

3/hr

Q L=250 Lps

%.'.%.2. C#lculo del caudal or cada lateral> + ; 2 tuber'as laterales

(!lculo de la distancia entre las 3 tuber'as correspondientes a cada tuber'a principal:

S= d N

S=10m−0.40m15

=0.64m=65cmok (S=0.5m a1m)

q Lavado=250 Lps

16=15.62 Lps

%.'.%.%. C#lculo de los ori"icios


L= A

L=44

! f = ! + ! ls+ ! la+ ! as+ ! "l

! f =0.20m+0.25m+0.80m+0.75m+0.1


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o=n ∙ AoB ∙ L

#onde o=0.0015 y asumiendo un d'metro de ori)icios de (∅orificios=1.905 cm)

n=(0.0015 ∙4.5∙10)# ∙(0.0192)m2

4

=238.07$239orificios


N % c . t . l .=n%Orificios N %&u".L.

N % c . t . l .=239

16=14.87$15 orificios

+sar> 23 ori)icios en cada tuber'a lateral de ∅Orificios=34∈¿

(alculo de la distancia de los ori)icios en la tuber'a lateral

$30cm

%.'.%.'. Determi!aci&! del di#metro de la tuber*a lateral>∅

L .=√ 2 ∙ n∙∅

Orificios

#onde: n= Numerode orificios

∅ L .=√ 2 ∙15 ∙ 3

4∈¿

∅ L .=4.10∈¿

#iantre comercial ∅ L=6∈¿

%.'.%.(. Determi!aci&! del di#metro de la tuber*a ri!cial>

∅ p=√ 2 ∙ N ∙∅&u" . Lateral

#onde: N = Numerode tu"erias laterales

∅ p=√ 2 ∙16 ∙6∈¿



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∅ p=33.94∈¿

&sar: ∅ p=34 ' '

%.'.'. Dise$o De La ,uber*a =ltile )L- :E,ODO II;

Datos:

V Lavado=20m /hr

B=4.5m

L=10m

Calculo del caudal de lavado

Q L= A ∙ V L

Q L=900m3/hr=0.25m3/ s

Calculo del caudal or cada lateral

sumiendo tuber'as laterales -+ ; 20

eparación entre tuber'as laterales: S= d N

S=10m−0.40m

15=0.64m→Ok

q Lavado=Q L N

q Lavado=900m3/hr

16=56.25m3 /hr

q Lavado=15.625 Lps




26/29


e adoptara un di!metro de ori)icios de: ∅Orif *=3 /4 ' ' =1.90 cm


∙0.0192m2=2.84E-4 m2

8elocidad en cada ori)icio V o=(4 a5m /s) se adoptara una velocidad de ori)icio de

V o=4m /s

El caudal en cada ori)icio:Qo= A o∙ V o

Qo=0.000284m2∙4m / s

Qo=0.00113m3/s

Qo=1.13 Lps


N %Orif .=Q LQo

N %Orif .= 0.25

0.00113=221.24$222orificios

sumiendo: N %Orif .=250orificios

+rea totalde los orificios A¿=250∙0.000284=0.071m2



A¿

A ,il .=

0.071m2

(4.5∙10)m2=0.0016Satisfactorio


+umero de ori)icios por cada lateral N % o . c . L= N %Orif

N =

250

16=15.63$16




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d=(450−40)cm

15=27.30 cm $27.50 cm

Grea de los ori)icios en cada lateral Ao . c . L=16 ∙0.000284m

2

Ao . c . L=0.0045m2


=(2a4 )

sumir: 5


A& * L=2 ∙0.0045m2

A& * L=0.009m2


∅ L=√ 4 ∙ A& . L

#

∅ L=√ 4 ∙0.009

#

=0.107m=10.70 cm

∅ L=6 ' '


A L= # 4

∙(6 ∙ 2.54100 )2

=0.018m2


=(2a4 )

A L Ao . c . L

= 0.018

0.0045=4 Satisfactorio




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Area del&u"oolector


Asumir: 1.#!

Grea del tubo colector A& . =1.70 ∙ A& . L s



A& . L s=1 ∙0.018m2=0.018m2

El !rea del tubo colector ser!:

A& . =1.7 ∙0.018m2=0.0306m2


∅ p=√ 4 ∙ A & .

#

∅ p=

√ 4 ∙0.0306

# =0.197m=19.70 cm

∅ p=8 ' '


A /=# 4

∙(8 ∙ 2.54100 )2

=0.032m2



A / A& . L s

=0.032

0.018=1.80Satisfactor

Pri!ciales resultados de dise$o del )L-



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Par#metros De Dise$o /alorObte!ido

(audal de diseño 5.3 1psnc%o b F.3 m1argo 1 24 m

ltura del )iltro 5.24 m8elocidad super)icial de )iltración 4.54 m>%r 1ec%o de soporte1ec%o )iltrante

+umero de tubos laterales 21ongitud de lateral F.24 meparación entre laterales F cm

+umero de ori)icios por lateral 2eparación entre ori)icios 5D.34 cm#i!metro del ori)icio ?>FHH#i!metro del tubo 1ateral HH#i!metro del tubo $rincipal /HH

! ls=25cm ! lf =80cm

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