diseño de filtro lento de arena

1. PROYECTO:
UBICACIÓN: UCHCUMARCA - HUANTA - AYACUCHO
FECHA: SETIEMBRE DEL 2012
DATOS DE DISEÑO:
Q = 0.0011 Caudal de diseño (m3/s)
T = 20 turbiedad minima en epoca de estiaje (UT)
C.U: Coeficiente de uniformidad
d60: Tamaño del grano en mm, por debajo del cual solo
debe pasar el 60% en peso de la muestra
d10: Tamaño del grano en mm, por debajo del cual solo
debe pasar el 10% en peso de la muestra
d60: 0.55
d10: 0.30
C.U = 1.83 ≤ 2
Vf = 0.15 m/h
GRAVA 1: 1" a 1/2" 0.12
GRAVA 2: 1/2" a 1/4" 0.08
GRAVA 3: 1/4" a 1/8" 0.05
GRAVA 4 1/8" a 1/16" 0.05
H= 1.20 m
Ø efectivo 0.15mm a 0.35mm
Calculo del area filtrante:
N: considerando N: 2.0
Vf: velocidad de filtracion
As = 13.67 m2
Coeficiente de costo minimo:
K = 1.3
Largo de cada unidad:
B = 4.25 m
B = 4.41 m Adoptado
Ancho de cada unidad:
A = 3.15 m
A = 3.39 m Adoptado
CALCULO DE FILTRO LENTO
CAPAS
Diametro
pulgadas
ALTURA (m)
: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO BASICO EN EL BARRIO DE UCHCUMARCA, DISTRITO DE
HUANTA, PROVINCIA DE HUANTA - AYACUCHO.
Datos de analisis granulometricos de agregados:
periodo de reposicion del lecho filtrante: 5 años
Granulometria seleccionada
Velocidad de Filtracion:
Caracteristicas del lecho filtrante:
Cuando el filtro lento es la única unidad de tratamiento, la velocidad será de 0.15 m/h. Se podrán considerar
velocidades mayores, cuando se consideren otros procesos preliminares.
capa de lecho filtrante
NVf
Q
As 
1
2


N
N
K
AsKB 
K
As
A 
10
60
..
d
d
UC 

2. PROYECTO:
UBICACIÓN: UCHCUMARCA - HUANTA - AYACUCHO
FECHA: SETIEMBRE DEL 2012
CALCULO DE FILTRO LENTO
: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO BASICO EN EL BARRIO DE UCHCUMARCA, DISTRITO DE
HUANTA, PROVINCIA DE HUANTA - AYACUCHO.
14.95 m2
Filtros de 4.41x3.39m
Tirante de agua sobre el vertedero de ingreso (triangular)
H = 0.06 m
Para el calculo, consideraremos vertederos de pared gruesa o de cresta ancha
La energia especifica aguas arriba: la que debe ser igual a la energia
sobre la cresta
suponiendo que no existe friccion, y considerando el coeficiente de Coriolis igual a
Siendo V la velocidad media sobre la cresta
y ∆H la diferencia de energia, se tiene:
El flujo sobre el vertedero es critico, por lo que se tiene Yc=Y, tratandose de una seccion
rectangular se tiene: entonces el calculo del caudal sera:
La velocidad Vo se considera muy pequeña, considerando B=L
Considerando un ancho de vertedero de 0.40m, se tiene:
h = 0.004156775 m
Carga de agua sobre el vertedero
GRAVA 1: 1" a 1/2" 0.12
GRAVA 2: 1/2" a 1/4" 0.08
GRAVA 3: 1/4" a 1/8" 0.05
GRAVA 4 1/8" a 1/16" 0.05
Altura total del soporte del lecho 0.30 m
Los drenes estarán espaciados a 0.10 m
Bloque de concreto (ladrillo) 0.20x0.25x0.05
Nº de bloques de concreto necesarios 627 Unidades
Nº de bloques de concreto, 02 Pozas 1254 Unidades
Altura de dren y bloques de concreto Hb= 0.20 m
La profundidad de la arena H = 1.20 m
Altura de lecho soporte Hsoporte = 0.30 m
Altura de canal + ladrillo Hcanal = 0.20 m
Altura total Ht = 1.70 m
La altura de agua sobre el lecho filtrante Ha = 1.20 m
El borde libre BL = 0.30 m
Por tanto la altura total del filtro HT = 3.20 m
El dren principal será de concreto con tapa removible de concreto de b=0.10 y h=0.15 m
Los drenes secundarios serán de concreto de b=0.10 y h=0.15m
Los drenes principal serán de concreto de b=0.125 y h=0.15m
Se usará dos filtros de:
La granulometría de las capas serán las siguientes:
2/5
386.1 HQ 

3. PROYECTO:
UBICACIÓN: UCHCUMARCA - HUANTA - AYACUCHO
FECHA: SETIEMBRE DEL 2012
0.15
peso de la estructura a 1m de ancho
muros 1.152 tn
1.20 alt agua
3.20 losa fondo 2.4048 tn
1.70 alt grava agua 5.292 tn
8.8488 tn
0.15 4.41
0.2
5.01
MUROS
Ka=tg³(45-Ø ) Ø=30.964° empuje pasivo
Ka= 0.3059 para grava
Ha = Ka*pesp*h³/2
Ha = 0.88405
P=ρ*h²/2 ρ = 2.0 tn/m3 para grava
0.72 tn/m
ρ*h = 1.20 tn/m2
el momento que origina los empujes debido al agua a la grava:
Mo = 1.7( Pagua + Ha)
Mo= 1.720 tn-m
F'c = 175 Kg/cm²
FY = 4200 Kg/cm²
Base = 100.00 cm
Peralte = 11.00 cm Cuantia=
Mu = 1.72 Tn-m
CALCULO DE ACERO As = Cuantia*b*d nº de barras= As/Ø
feº feº
3/8" 1/2"
Cuantia = 0.00399 As = 4.385 cm² 7.00 4.00
@ 14.29 25.00 cm
Consideraremos Ø1/2@0.25m distribuidos verticalmente
DISEÑO DE ACEROS FILTRO LENTO
: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO BASICO EN EL BARRIO DE UCHCUMARCA, DISTRITO DE HUANTA, PROVINCIA DE HUANTA -
AYACUCHO.
)
'
)(
18.1
'
36.2
1(
Fy
cFcbdF
Mu


4. PROYECTO:
UBICACIÓN: UCHCUMARCA - HUANTA - AYACUCHO
FECHA: SETIEMBRE DEL 2012
DISEÑO DE ACEROS FILTRO LENTO
: MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE SANEAMIENTO BASICO EN EL BARRIO DE UCHCUMARCA, DISTRITO DE HUANTA, PROVINCIA DE HUANTA -
AYACUCHO.
LOSA FONDO
P= 0.576 P= 0.576 reacción del suelo
2P/L + Wagua+Wconc losa +Wgrava
= 4.310 tn/m
Capacidad portante del terreno
5.01 qa = 0.90 kg/cm2
esfuerzo admisible del suelo = 9Tn/m2
d= 2.28
Wgrava 2.4 Tn/m
Wagua 1.2 Tn/m
Wconcret 0.48 Tn/m
Wterren 4.310 tn/m
d= 2.505
Mo = -1.6045 tn -m
F'c = 175 Kg/cm²
FY = 4200 Kg/cm²
Base = 100.00 cm
Peralte = 16.00 cm Cuantia=
Mu = 1.60 Tn-m
CALCULO DE ACERO
nº de barras= As/Ø
As = Cuantia*b*d feº feº
3/8" 1/2"
Cuantia = 0.00170 As = 2.718 cm² 4.00 3.00
@ 25.00 33.33 cm
Consideraremos Ø1/2@0.25m distribuidos verticalmente
)
'
)(
18.1
'
36.2
1(
Fy
cFcbdF
Mu
