Pasos para el dimensionamiento de líneas de aducción por gravedad

1. Universidad Nacional Experimental
Francisco de Miranda
Área de Tecnología
Acueductos y Cloacas
Prof. Ubaldo García
400.0
300.0
280.0
185.0
100.0
175.0 170.0
70.0
10.0
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
400.0
450.0
0.0 1500.0 3000.0 4500.0 6000.0 7500.0 9000.0 10500.0 12000.0 13500.0 15000.0 16500.0 18000.0 19500.0 21000.0 22500.0
ADUCCIÓN POR GRAVEDAD
Diseñar la línea de aducción mostrada proyectada a 30 años. Caudal medio de 146 lps. El nivel mínimo de agua en la fuente es de
400m.s.n.m y la altura de agua en TK es 7m. Tubería de Acero.
TK
Fuente-

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1.- Carga disponible ΔH (m): ΔH (m) = 400m − 17m = 383 m
La máxima (383 m) pérdida que se puede admitir en el diseño de la línea de aducción.
2.- Gasto de diseño QMD (lps): QMD (lps) = 1.25 ∗ 146 lps = 182,5 lps
3.- Diámetro teórico (ØT):
∅𝑇 = (
𝑄
0.2785 ∗ 𝐶 ∗ (
∆𝐻
𝐿
)
0.54)
1
2.63
C=120; Q (m3
/s); ΔH (m); L (m); Ø (m)
𝐷 = (
0.1825 𝑚3
𝑠
⁄
0.2785 ∗ 𝐶 ∗ (
383𝑚
21000𝑚)
0.54)
1
2.63
= 0.31383𝑚
El diámetro interno requerido está entre [Ø300mm y Ø350mm], por lo que se toma
inicialmente para el diseño Ø350mm.
4.- Pérdidas de carga J (m):
𝛼350𝑚𝑚 =
1.2195668𝑥1010
1201.85 ∗ 3504.87
= 0(6)
7081
𝐽350𝑚𝑚 = 0(6)
7081 ∗ 1.05 ∗ 21000 ∗ (182,5)1.85
= 238.14 𝑚
𝐽350𝑚𝑚 < 𝛥𝐻 (bien)
Pérdidas unitarias Ju (m/Km):
𝐽𝑢350𝑚𝑚 = 238.14𝑚
21 𝐾𝑚
⁄ = 11.34 𝑚
𝐾𝑚
⁄
Considerar en líneas de aducción grande [5m/Km – 15m/Km]
5.- Velocidad V (m/s):
𝑉350𝑚𝑚 =
4 ∗ (0.1825𝑚3
𝑠)
𝜋 ∗ (0.350𝑚2)
= 1.89 𝑚
𝑠
⁄
Velocidad aceptable
6.- Líneas de energía:
 Línea de presión estática: 400 m
 Línea de presión dinámica: (400 – 238.14) m= 161.86 m

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 Se puede observar que el diseño se ajusta a las exigencias normativas. La línea de presión dinámica no corta el eje de la tubería. Pérdidas
(de carga y unitarias) y velocidad son aceptables.
 En la progresiva 13+500 se recomienda colocar una válvula de ventosa (admisión o expulsión de aire), y en la progresiva 9+000 colocar
válvula de purga (limpieza). “Indique los diámetros de estas válvulas”.
 Si la tubería se instalará enterrada, se deben colocar anclajes en los cambios de dirección de la tubería (horizontal y vertical), así como en
la ubicación de válvulas y accesorios, diseñados para tal fin. “Diseñar los anclajes”.
 Si la tubería se instalará superficial, debe ir sobre soporte (de concreto o metálicos). “Proponer desde el punto de viste técnico los
soportes”.
400.0
300.0
280.0
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100.0
175.0 170.0
70.0
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0.0
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0.0 1500.0 3000.0 4500.0 6000.0 7500.0 9000.0 10500.0 12000.0 13500.0 15000.0 16500.0 18000.0 19500.0 21000.0 22500.0
TK
Fuente- Línea de presión estática
ΔH=335,33
m
J=238,14
m
161.86m

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7.- Clase de tubería:
Presión máxima de trabajo:
𝑃𝑇 = 𝐶𝑇𝑚á𝑥−𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 − 𝐶𝑇𝑚í𝑛−𝑡𝑢𝑏
Se pude utilizar una sola clase,
𝑃𝑇 = 400 𝑚 − 10 𝑚 = 390 𝑚
Las ventajas de las tuberías de acero respecto a otro tipo de material es que soportan
altas presiones. Por ejemplo, algunos fabricantes de tubería de PEAD en el país, presentan
producciones de tuberías con presión de trabajo máximo de 360 psi, inferior a 390m, y así
otros materiales de tuberías.
También se pueden usar varias clases de tuberías:
Clase 100 → (100 psi): 70 m.c.a
𝐶𝑇−𝐶𝐿100 = 𝐶𝑇𝑚á𝑥−𝑓𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 − 𝑃𝑚á𝑥−𝑡𝑢𝑏
𝐶𝑇−𝐶𝐿100 = 400 𝑚 − 70 𝑚 = 330 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚
Hasta la cota 330 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 100”
Clase 150 → (150 psi): 105 m.c.a
𝐶𝑇−𝐶𝐿150 = 400 𝑚 − 105 𝑚 = 295 𝑚. 𝑠. 𝑛. 𝑚
Hasta la cota 295 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 150”
Clase 200 → (200 psi): 140 m.c.a
Hasta la cota 260 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 200”
Clase 250 → (250 psi)
Hasta la cota 224.2 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 250”
Clase 300 → (300 psi)
Hasta la cota 189.1 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 300”
Clase 350 → (350 psi)
Hasta la cota 153.95 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 350”
Clase 400 → (400 psi)
Hasta la cota 118.8 m.s.n.m, se aceptan tuberías “Clase 400”