República Bolivariana de Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para la Educación Instituto Universitario de Tecnología Antonio José de Sucre Extensión de Barquisimeto

 Proyectos de Acueductos y Cloacas

AutorasCristina Duran C.I: 19727356Asignatura: Acueducto y CloacasProfesora: Ing. Marie Mendoza 

acueductoElementos de un acueducto Un acueducto es un sistema encargado de transportar agua entre dos o más puntos. Esta obra incluye tanto medio físico a través del cual el fluido será transportado (tuberías, bocatoma), como cada estructura adicionales necesarias para lograr un acueducto funcionamiento del sistema (estaciones de bombeo, válvulas, compuertas y reservas) Por lo general, el proyecto de construcción de un sistema de acueducto surge ante la necesidad de proveer agua a poblaciones que nos dispongan de la misma, y por ende transportar un recurso de suma importancia primaria para el desarrollo humano.

Figura N°1- Esquema general de abastecimiento

Componentes En términos generales un sistema de acueducto consta de los siguientes elementos:

Fuente de abastecimiento: Las fuentes de agua es la principal elemento del sistema de abastecimiento de agua y de be estar definida de manera previa en todo proyecto. La fuente de abastecimiento pueden der superficiales o subterráneas, la elección de una fuente depende de factores como la ubicación, disponibilidad y calidad

Obras de captación: Las obras de captación son las estructuras encargadas de realizar la derivación de agua, desde la fuente de abastecimiento.

Conducción: Es la encargada de transportar el líquido (agua). Y pueden trabajar desde el punto de vista hidráulico, de dos maneras:

Flujo libre: Canales, túneles (abiertos y cerrados) Flujo a presión: Tuberías y túneles Estación de Bombeo: no son necesarias en todas los sistemas de abastecimiento, se utiliza que

por razones topográficas sean necesarias Almacenamientos de agua: Se lleva a cabo por razones de funcionamiento del sistema debido

a que el caudal aportado no es siempre constante, y la demanda tampoco es constante, de esta manera se almacena cuando la demanda es menor que el suministro.

Distribución: Se realizan por medio de una red de tubería que llevan el agua a cada domicilio.

Clasificación del sistema de abastecimiento Se pueden clasifican en dos:

Urbanas: Utilizan como fuente de abastecimiento, aguas subterráneas, captadas mediantes bombas.

Y rurales: Son mas completas y depende de varios componentes , (ver Figura N°1)

Consideraciones para la distribución de agua potable

1. Las tuberías de distribución se instalan en toda las vias donde se ubiquen las parcelas, procurando formar una malla

2. Se ubican preferible hacia el lado de la vía que tenga mayor numero de tomas domiciliarias

3. Para definir los planos de planta de red de distribución , se toma en cuenta las siguientes limitantes:

Proyecto de urbanismo y vialidad. Límites de redes a considerar. Punto de alimentación de cada red. Estudio de dotaciones.

El diseño de la red de distribución se realizó, cumpliendo con las siguientes etapas:

1. Se calcula la demanda media para cada tramo de la red, en base al estudio de sus dotaciones respectivas, entendiéndose por tramo, la distancia que une dos nodos sucesivos en la red y por nodo, todo punto de intersección de varios tramos de la tubería.

2. Todo tramo está comprendido entre dos nodos, a menos que sea un ramal ciego, en cuyo caso el tramo está limitado por un solo nodo.

3. Se concentran los consumos medios de los tramos en los nodos que lo limitan, la mitad en cada nodo (en ramales ciegos se concentrará la totalidad de su consumo medio en el nodo donde se inicia).

4. Se suman en cada nodo los gastos acumulados de los diferentes tramos que confluyen en él, obteniendo así el gasto medio concentrado en el nodo.

5. Para efecto de cálculo, la longitud real de cada tramo se mide en el plano suministrado por la encargada de la materia

Aguas Servidas Generalmente se emplea para definir aquellas aguas que han sido usadas para fines domésticos como lavado de ropa, fregado, higiene personal. Sin embargo, todas estas aguas recolectadas en las viviendas o edificaciones y conducidas hacia el exterior de las mismas reciben la denominación de aguas negras. Componentes de una red de cloaca Los componentes de una red son:

1. Colector terciario: Son tuberías de pequeños diámetros (150 a 250mm), de diámetro interno, que pueden estar colocados de bajo de las veredas, a los cuales se conectan las acometidas domiciliares.

2. Colectores secundarios: Son las tuberías que recogen las aguas de los terciarios y los conducen a los colectores principales y se encuentran enterradas, en las vías publicas

3. Colectores principales: Son tuberías de gran diámetro, situadas generalmente en la partes más bajas de la ciudades, y transportan las aguas servidas hasta su destino final

4. Boca de visita: Son cámaras verticales que permiten el acceso a los colectores, para facilitar su funcionamiento

5. Conexiones domiciliares: son pequeñas cámaras, de hormigón, ladrillo o plásticos que conectan al alcantarillado privado, interior a la propiedad, con el público, en las vías.

6. Estación de bombeo: Como la red de alcantarillado trabaja por gravedad, para funcionar correctamente las tuberías deben tener una cierta pendiente. Calculada para garantizar al agua la velocidad mínima que no permita la sedimentación de los materia

Determinación del gatos de agua negras Las aguas servidas se rigen por las Norma INOS, basándose específicamente el los

artículos,: 3.12:El gasto de infiltración será de 20.000Lts/día/Km Artículo 3.18: El diámetro mínimo de la tubería para aguas servidas

será de ɸ 0,20m (8”) Artículo 3.19: El lomo de los colectores estará a una profundidad

mínima de 1,15m Artículo 3.23: La velocidad mínima a sección llena en colectores de

aguas servidas será de 0,60m/s Artículo 3.22: Coeficiente de rugosidad

Material Coeficiente de rugosidadPVC 0,012PEAD 0,012Fiberglase 0,012Acero 0,012Hierro fundido 0,012Hierro fundido Dúctil 0,012Asbesto-Cemento 0,013Arcilla Vitrificada 0,013Concreto Ø >24” 0,013Concreto Ø <21” 0,015

Artículo 3.24: Velocidad máxima depende del material

Artículo 3.25: Material de colectores1.Concreto armado, o sin armar2.Arcilla Vitrificada3.Asbesto-Cemento4. Hierro fundido

Material VelocidadConcreto Rcc28=210Kg/cm2 5,00m/seg.Concreto Rcc28=280 Kg./cm2 6,00m/seg.Concreto Rcc28=350Kg/cm2 7,50m/seg.Concreto Rcc28=420Kg/cm2 9,50m/seg.Arcilla Vitrificada 6,00m/seg.Asbesto cemento 4,50m/s.Polivinilo de Cloruro (PVC) 4,50 m/s.Hierro Fundido Vel. Máx. sin limite

5. Hierro fundido dúctil6.Acero7.PVC (Policloruro de Vinilo)8.Fiberglase ( Fibra de vidreo)9.Polietileno de alta densidad (PEAD) Cualquier otro material, que al igual que los mencionados anteriormente, deberá cumplir con las especificaciones que al efecto tenga establecido el Instituto Nacional de Obras Sanitarias Artículo 3.36: Las bocas de visitas deberán tener las siguientes características:-Ubicación: 1. En cada intersección de colectores del sistema. 2. En el comienzo de todo colector.3. En los tramos rectos de los colectores a una distancia entre ellas de 150m 4. En todo cambio de dirección, pendiente, diámetro y materiales empleados en

los colectores 5. En los colectores alineados en al comienzo y fin de la misma, y en la curva a

una distancia no mayor de 30m entre ellas cuando corresponda.

Consideraciones de Diseño para este proyecto

Asumiendo Tubería ɸ 0,20m (8”), por norma Tubería de Concreto. Coeficiente de rugosidad para el tipo de tubería a utilizar en el

proyecto n=0,015, mediante el cuadro N°2 ( Coeficiente de rugosidad)

La pendiente para tramos de colectores secundarios están establecidos las cotas por la topografía modificada asignada y la pendiente para tramos de colectores primarios tomada de acuerdo a las cotas del terreno.

Se trabajará a sección que no está llena, estableciendo un tirante hidráulico del 60% de la sección de la tubería usada, por norma

Y coeficiente de reingreso será de 80%(0.08)

Procedimientos para los cálculos La dotación para 5 parcelas de 180m2 c/u, de acuerdo a la norma por tabla de dotación le corresponde 1500l/día

Dotación= 5* 1500L/día Dotación= 7500 L/d

Luego se estima la población, considerando una cantidad de 250L/d por persona, quedando de la siguiente manera:

Luego se calcula, el Caudal medio

Posteriormente se calcula el Caudal de aguas negras

Pero el primero paso que se debe realizar se calcula el coeficiente de la población

El coeficiente de reingreso a utilizar por norma va hacer de 80%, R=0.08, luego se procede a sustituir los valores en la fórmula de aguas negras

Por consiguiente se procede al cálculo del Caudal de infiltración, teniendo en cuenta que por norma I=20000

 0.0090 lps

 

Y por último se calcula el Caudal Total

= 0.909 lps

De esta esta manera, se procedió a calcular cada uno de los tramos del proyecto, Pero variando la dotación y longitud, ya que son diferentes en cada tramo. A continuación los resultados obtenidos en cada tramo:

Tramo Longitud Qm QAN Qinf QT Obs.

BV1.1-BV1.2 11.82 

0.42 

0.15 

0.0004 

0.150 

Campo KLos calculos del campo K, son iguales a los campo((K,J, I, H,G, F)

BV1.2-BV1.3 38.71 2.60 0.90 0.0090 0.909

BV1.4-BV1.3 14.99 0.42 0.148 0,0035 0.152

BV1.3-BV1.5 24.99 1.77 0.619 0.0058 0.623

BV1.5-BV1.6 19.34 - - - -

BV1.1-BV1.7 24.99 0.42 0.148 0,0035 0.152

BV1.7-BV1.6 19.34 - - - -

BV1.6-BV1 13.52 - - - -

        Total 11.92

BV7.1-BV7.2 5.68 0.104 0.0369 0.0013 0.0382 Campo ECálculos Iguales desde el Campo B hasta el Campo E BV7.2-BV7.3 36.57 1.67 0.584 0.0085 0.593

BV7.4-BV7.3 6.21 0.104 0.0369 0.0014 0.0383

BV7.3-BV7.5 28.31 1.77 0.619 0.0067 0.626

BV7.5-BV2.6 18,23 - - - -

BV7.2-BV7.7 28.31 1.77 0.619 0.0067 0.626

BV7.7-BV7.6 18.23 - - - -

BV7.6-BV7 13.54 - - - -

        Total 1.921

BV11.1-BV1.2 36,57 3.75 1.30 0,0085 1.31 Campo A 

BV1.3-BV1.2 28,78 1.84 0.64 0,0067 0.648

BV1.2-BV1.1 18,30 - - - -

BV1.1-BV1 12,41 - - - -

        Total 1.96

BVE1-BVE 63,12 0,12 0,096 0,0146 0,11 Locales

Cálculos para el diseño del Colector Principal

Tramo BV11-BV10 Se calculan las pendientes de los tramos y estas son:Cota BV11: 229,26Cota BV10: 228,94Longitud del tramo= 89,92m Pendiente

Y se sigue aplicando igual para cada tramo del colector principal, pero cambiando las cotas y las longitudes, y los resultados son:

Tramo S Vía (%o) Vc V(m/seg) Cotas

BVE-BV11 0,02 1,28 1,38 226,17/225,97

BV11-BV10 0,02 1,28 1,38 228,11/227,79

BV10-BV9 0,06 2,22 2,23 227,79/227,69

BV9-BV8 0,01 0,90 0,99 227,69/227,50

BV8-BV7 0,01 0,90 0,99 227,50/227,31

BV7-BV6 0,01 0,90 0,99 227,31/227,12

BV6-BV5 0,01 0,90 0,99 227,12/226,93

BV5-BV4 0,01 0,90 0,99 226,93/226,74

BV4-BV3 0,01 0,90 0,99 226,74/226,55

BV3-BV2 0,01 0,90 0,99 226,55/226,36

BV2-BV1 0,01 0,90 0,99 226,36/226,18

BV1-BVE 0,02 1,28 1,38 226,17/225,98

De acuerdo a lo antes expuesto las pendientes que se tiene de cada tramo, se determinadas de la siguiente manera:DatosDiámetro=8 200mm=0,20m Tubería de concreto, n=0,015.H 60% del diámetro H=0,12m, por normaRadio hidráulico Se procede a calcular la velocidad

lps

Con la relación ;Se ingresa a tabla de curvas de gastos y velocidad, para buscar el valor que le corresponde para velocidad y se obtuvo

® Luego sustituyendo Vc obtenido por tabla se despeja de la ecuación ® y nos queda,

Y así mismo se fueron obtenidos los datos de los colectores secundarios, teniendo como referencia la topografía modificada, asignada por el profesor para obtener las cotas del mismo

Colectores Secundarios

Tramo S Vía (%o)

Vc V(m/seg) Cotas

BV11-BVE 0,02 1,28 1,39 226,67/225,98BV1.4-BV1.3 0,03 1,57 1,71 228,82/228,62BV1.3-BV1.2 0,13 3,26 3,55 228,62/227,97BV1.2-BV1.1 0,31 5,03 5,48 227,97/226,97BV1,1-BV1 0,37 5,50 5,99 226,97/226,17BV2.3-BV2.4 0,03 1,57 1,71 228,85/228,62aBV2.4-BV2.5 0,13 3,26 3,55 228,62/227,97BV2.5-BV2.1 0,31 5,03 5,48 227,97/226,97BV2.1-BV2 0,28 2,60 2,83 226,97/226,36BV2.3-BV2.2 0,13 3,26 3,55 228,85/227,97BV2.2-BV2.1 0,31 5,03 5,48 227,97/226,97BV3.3-BV3.4 0,03 1,57 1,71 229,10/228,87BV3.4-BV3.5 0,13 3,26 3,55 228,87/228,22BV3.5-BV3.1 0,31 5,03 5,48 228,22/227,22BV3.1-BV3 0,39 5,65 6,16 227,22/226,36BV3.3-BV3.2 0,13 3,26 3,55 229,10/228,22BV3.2-BV3.1 0,31 5,03 5,48 228,22/227,22BV4.3-BV4.4 0,03 1,57 1,71 229,07/229.30BV4.4-BV4.5 0,13 3,26 3,55 229,07/228,42BV4.5-BV4.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,42BV4.1-BV4 0,31 5,03 5,48 227,42/226,74

Obs

ComercioCampo A

Campo b

Campo c

Campo d

BV4.3-BV4.2 0,13 3,26 3,55 229,07/228,19

BV4.2-BV4.1 0,31 5,03 5,48 228,19/227,42

BV5.3-BV5.4 0,03 1,57 1,71 229,30/229,07

BV5.4-BV5.5 0,13 3,26 3,55 229,07/228,42

BV5.5-BV5.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,43

BV5.1-BV5 0,22 4,24 4,63 227,42/226,93

BV5.3-BV5.2 0,13 3,26 3,55 229,30/228,42

BV5.2-BV5.1 0,31 5,03 5,48 228,42/227,43

BV6.6-BV6.5 0,25 4,52 4,93 229,40/228,85

BV6.4-BV6.3 0,20 4,05 4,41 229,40/229,01

BV6.3-BV6.5 0,22 4,24 4,63 229,00/228,85

BV6.5-BV6.7 0,23 4,34 4,73 228,85/227,85

BV6.7-BV6.1 0,13 3,26 3,55 227,85/227,42

BV6.3-BV6.2 0,19 3,94 5,03 229,00/228,21

BV6.2-BV6.1 0,23 4,34 4,73 228,21/227,43

BV6.1-BV6 0,13 3,26 3,55 227,42/227,12

BV7.6-BV7.5 0,25 4,52 4,93 229,50/228,95

BV7.4-BV7.3 0,20 4,05 4,41 229,50/229,11

BV7.3-BV7.5 0,22 4,24 4,63 229,10/228,96

BV7.5-BV7.7 0,23 4,34 4,73 228,95/227,95

BV7.7-BV7.1 0,13 3,26 3,55 227,95/227,52

BV7.3-BV7.2 0,19 3,94 5,03 229,10/228,31

BV7.2-BV7.1 0,23 4,34 4,73 228,31/227,52

BV7.1-BV7 0,09 2,71 2,96 227,52/227,32

BV8.6-BV8.5 0,25 4,52 4,93 229,60/229,05

BV8.4-BV8.3 0,20 4,05 4,41 229,60/228,67

BV8.3-BV8.5 0,22 4,24 4,63 228,66/228,52

BV8.5-BV8.7 0,23 4,34 4,73 228,51/227,52

BV8.7-BV8.1 0,13 3,26 3,55 227,51/227,08

Campo E

Campo F

Campo G

Campo H

BV8.3-BV8.2 0,19 3,94 5,03 228,66/227,87

BV8.2-BV8.1 0,02 1,28 1,39 227,87/227,79

BV8.1-BV8 0,13 3,26 3,55 227,80/227,51

BV9.6-BV9.5 0,25 4,52 4,93 229,70/229,16 Campo I

BV9.4-BV9.3 0,20 4,05 4,41 229,70/229,30

BV9.3-BV9.5 0,22 4,24 4,63 229,30/229,15

BV9.5-BV9.7 0,23 4,34 4,73 229,15/228,15

BV9.7-BV9.1 0,13 3,26 3,55 228,15/227,72

BV9.3-BV9.2 0,19 3,94 5,03 229,30/228,51

BV9.2-BV9.1 0,23 4,34 4,73 228,51/227,72

BV9.1-BV9 0,01 0,90 0,99 227,72/227,69

BV10.6-BV10.5 0,25 4,52 4,93 229,80/229,25 Campo J

BV10.4-BV10.3 0,20 4,05 4,41 229,80/229,40

BV10.3-BV10.5 0,22 4,24 4,63 229,40/229,25

BV10.5-BV10.7 0,23 4,34 4,73 229,25/228,25

BV10.7-BV10.1 0,13 3,26 3,55 228,25/227,82

BV10.3-BV10.2 0,19 3,94 5,03 229,40/228,61

BV10.2-BV10.1 0,23 4,34 4,73 228,61/227,82

BV10.1-BV10 0,01 0,90 0,99 227,82/227,79

B11.6-BV11.5 0,16 3,62 3,94 229,95/229,60 Campo K

BV11.4-BV11.3 0,09 2,71 2,96 229,95/229,75

BV11.3-BV11.5 0,02 1,28 1,39 229,75/229,60

BV11.5-BV11.7 0,23 4,34 4,73 229,60/228,60

BV11.7-BV11.1 0,13 3,26 3,55 228,60/228,17

BV11.3-BV11.2 0,19 3,94 5,03 229,75/228,96

BV11.2-BV11.1 0,23 4,34 4,73 228,96/228,17

BV11.1-BV11 0,03 1,57 1,71 228,17/228,11

Materiales y Accesorios utilizados

Se utilizó tuberías de concreto, con un coeficiente de rugosidad de 0.0015, válvulas, para garantizar el cierre por tramo de los colectores, accesorios como los son los codos, Tee. Como también las bocas de visita, los empotrados entre otros.

Boca de visita

Tuberias

Planos obtenido

Plano de Cloaca (Aguas servida)