Captacion Horizontal

CAPTACION1.- UBICACIÓN Y LOCALIZACIÓN

UTM : 8601970 - E 525785 - NCOTA : 3258 m.s.n.m.LOCALIDAD : alrededores de juliacaDISTRITO : JULIACAPROVINCIA : SAN ROMANREGION : PUNO

2.- OBJETIVOEs obtener el caudal que existe en dicho manantial

3.- AFORO DE MANANTIAL

N° PRUEBATIEMPO VOLUMEN CAUDAL

(segundos) Prom. (Seg) (Litros) (lt./seg.)1 1.85

1.86 3.67 1.97

2 1.873 1.834 1.865 1.896 1.88

4.- AFORO DE UNA CORRIENTE SUPERFICIAL

COMO AFORAR UN RIACHUELO

DISEÑO DE CAPTACION HORIZONTAL

1.- AFORO DEL MANANTIAL CENTRO POBLADO A ABASTECER

Q = 1.97 l/seg HABITANTES 600 hab.Q t = 0.002 m3/seg

2.- CALCULO DE CAUDALES DE DISEÑO

CRITERIOS PARA ESTABLECER LA DOTACION DOTACION POR REGION Y ALTITUD msnmPOBLACION (HABITANTES) DOTACION (lt/hab/dia) COSTA NORTE

HASTA 500 60 SUR500 - 1000 60-80 SIERRA > 1500 msnm

1000 - 2000 80-100 < 1500 msnmDOTACION PARA EL TIPO DE REGION GEOGRAFICA SELVA

REGION DOTACION (lt/hab./dia) DOTACION POR EL TAMAÑO DE LA POBLACION Y CLIMACOSTA 60 CLIMASIERRA 50 FRIOSELVA 70 2000 a 10000 120 lt/hab/dia

10000 a 50000 150 lt/hab/dia> 50000 200 lt/hab/dia

DOTACION = 50 lt/hab./dia Qp = 0.347222222222

CAUDAL MAXIMO DIARIO(Qmd)K1 = 1.5 (recomendado RNE)

Qmd=

CAUDAL MAXIMO HORARIO(Qmh)K2 = 2.5 (recomendado RNE)

2000 a 10000 hab Qmh=

3.- ANALISIS DE LA POBLACION

Pf = 10000 hab. afectada con el crecimiento poblacional de 20 años8.00 Hab./lote asumimos

Lotes = 1250 lotes por abastecer

POBLACION (habitantes)

DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE CAPTACION DE UN MANANTIAL

A.- CÁLCULO DE LA DISTANCIA ENTRE EL AFLORAMIENTO Y LA CAMARA HÚMEDAEs necesario conocer la velocidad de pase y la perdida de carga sobre el orificio de salida (Fig. 1.1)Según la ecuacion de Bernoulli entre los puntos 0 y 1 , resulta:

Considerando los valores de Po, Vo, P1 y h1 igual a cero, se tiene:

Ec. 1

Donde:ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0.40 a 0.50 m).V1 = Velocidad teorica en m/sg = Aceleracion de la gravedad.

Mediante la ecuacion de continuidad considerando los 1 y 2 se tiene:

Como: Ec. 2

Donde:V2 : Velocidad de pase (se recomienda valores menores o iguales a 0.60 m/s)Cd : Coeficiente de descarga en el punto 1 (se asume 0.80) ¿Por qué se asume 0.80?

Reemplazando el valor de V1 de la ecuacion 2 en la ecuacion 1, se tiene:

ℎ_0=1.56 〖𝑉 _2〗^2/2𝑔

ℎ_0= 〖𝑉 _1〗^2/2𝑔

𝑃𝑜/ɣ+ℎ𝑜+ 〖𝑉 _0〗^2/2𝑔=𝑃1/ɣ+ℎ1+ 〖𝑉 _1〗 ^2/2𝑔

𝑄_1= _𝑄 2𝐶_𝐷∗𝐴_1∗𝑉_1=𝐴_2 _∗𝑉 2𝐴_1=𝐴_2 𝑉_1= _𝑉 2/𝐶_𝑑

ho es definida como la carga necesaria sobre el orifcio de entrada que permite producir la velocidad de pase:En la Fig. 1.2 se observa:

Hf : Perdida de carga que sevira para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacion (L)

V2 = 0.6 m/seg ho se recomienda entre 0.40-0.50 mHf = 0.37134694 m ho = 0.028653061224

L = 1.00 m

B.- CÁLCULO DEL ANCHO DE LA PANTALLA

Donde:Qmax: Gasto maximo de la fuente en l/sV : Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s siendo menor que el valor maximo recomendado de 0.60 m/s)A : Area de la tuberia en m2.Cd : Coeficiente de descarga (0.60 a 0.80 )g : Aceleracion de la gravedad 9.81 m/s2h : Carga sobre el centro del orificio (m)

NUMERO DE ORIFICIOS:Se recomienda usar diametros menores de 2". Si se obtuvieran diametros mayoressera necesario aumentar el numero de orificios (NA), siendo:

𝐿=𝐻_𝑓/0.30

𝐴=𝑄_𝑚á𝑥/𝐶𝑑𝑥𝑉

𝐷 𝑠𝑒𝑟á 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑛𝑡𝑒:𝐷= 〖 (4𝐴/𝜋)〗^(1/2)

𝑁𝐴=(Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜)/(Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜)+1𝑁𝐴= 〖 (𝐷_1^ /𝐷_2^ )〗^2+1𝑏=2(6𝐷)+𝑁𝐴𝐷+3𝐷(𝑁𝐴−1)

𝐻=𝐻_𝑓+ℎ_0

𝐻_𝑓=𝐻−ℎ_0

Qmax = 1.97 l/segAsumimos Cd = 0.8 (coef. De descarga)

A = 0.0041 m2D = 7.230 cm ≈ 3 pulg

Asumimos D = 1 1/2 pulg (max. 2")NA = 5.00 ≈ 5

b = 43 1/2 pulg ≈ 110.49 cm

b = 110 cm

C.-CÁLCULO DE LA ALTURA DE LA CAMARA HUMEDA

A = 10 cm Hmin = 30 cmB = 7.62 cm Ht = 80.62 cmD = 3 cmE = 30 cm

H = 1.66 cm

D.-DIMENSIONAMIENTO DE LA CANASTILLA

Diametro de la canastilla = 3 pulgL = 4.5 pulg ≈ 11.43 cmL = 9 pulg ≈ 22.86 cm

L asumido = 20 cm

Ancho de ranura = 5 mm Ar =Largo de ranura = 7 mm

𝑏=2(6𝐷)+𝑁𝐴𝐷+3𝐷(𝑁𝐴−1)

𝐻_𝑡=𝐴+𝐵+𝐻+𝐷+𝐸

H=1.56 𝑉^2/2𝑔=1.56 (𝑄^2 𝑚𝑑)/(2𝑔𝐴^2 )

𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑠𝑡𝑖𝑙𝑙𝑎 (𝐿)𝑠𝑒𝑎 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑎 3𝐷𝑐 𝑦 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑎 6𝐷𝑐

𝐴_𝑡=2𝐴𝑐

Ac = 0.0011 m2At = 0.0023 m2 (At no debe ser mayor al 50% de Ag)

Dg = 3 pulgL = 0.20 m

Ag = 0.0076 m2

N° de ranuras = 65

E.- TUBERIA DE REBOSE Y LIMPIEZA

D = 1.94 pulg

D = 2 pulg y un cono de rebose de 2 x 4 pulg

𝐴_𝑔=0.5𝑥𝐷_𝑔 𝑥𝐿

𝐷=(0.71𝑥𝑄^0.38)/ ℎ〖 𝑓〗 ^0.21

𝐴_𝑡=2𝐴𝑐

𝐴𝑐=(𝜋 〖𝐷𝑐〗 ^2)/4𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠=(Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠)/(Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠)

DISEÑO DE CAPTACION HORIZONTAL

DOTACION POR REGION Y ALTITUD msnm70 lt/hab/dia60 lt/hab/dia50 lt/hab/dia60 lt/hab/dia70 lt/hab/dia

DOTACION POR EL TAMAÑO DE LA POBLACION Y CLIMACLIMA

TEMPLADO Y CALIDO150 lt/hab/dia200 lt/hab/dia250 lt/hab/dia

l/seg Pf = 600 hab.

0.520833333333 l/seg

0.868 l/seg

afectada con el crecimiento poblacional de 20 años

DISEÑO HIDRAULICO Y DIMENSIONAMIENTO DE CAPTACION DE UN MANANTIAL

Es necesario conocer la velocidad de pase y la perdida de carga sobre el orificio de salida (Fig. 1.1)

ho = Altura entre el afloramiento y el orificio de entrada (se recomienda valores de 0.40 a 0.50 m).

¿Por qué se asume 0.80?

ho es definida como la carga necesaria sobre el orifcio de entrada que permite producir la velocidad de pase:

Hf : Perdida de carga que sevira para determinar la distancia entre el afloramiento y la caja de captacion (L)

ho se recomienda entre 0.40-0.50 m 6Dm

V : Velocidad de paso (se asume 0.50 m/s siendo menor que el valor maximo recomendado de 0.60 m/s)

(max. 2")

1.1 M

35 mm2

𝐴_𝑡=2𝐴𝑐

(At no debe ser mayor al 50% de Ag)

y un cono de rebose de 2 x 4 pulg

𝐴_𝑡=2𝐴𝑐

𝐴𝑐=(𝜋 〖𝐷𝑐〗 ^2)/4𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠=(Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠)/(Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠)

CAMBIAR DE FIGURA

CALCULO DEL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTOPF= 80000 HAB

DOTACION= 200 L/SQ= 3.00 L/S

QPROMEDIO= 0.1851852 M3/SEGQ MAXD= 0.2777778 M3/SEGQ MAXH= 0.5000000 M3/SEG

VOLUMEN DE REGULACIONV= 0.041666666667

VOLUMEN CONTRA INCENDIOSNRO QHIDRANTE n horas V

2 15 43 15 4

VOLUMEN DE RESERVAV= QMAXH*4 HORAS

Vreg+Vinc VtannqueVreg+Vres

v= 300 m3

HORASDEMANDAS (SALIDAS)

DIFERENCIAS

0 1 100 45 551 2 100 45 552 3 100 45 553 4 100 45 554 5 100 45 555 6 100 60 406 7 100 90 107 8 100 135 -358 9 100 150 -509 10 100 150 -50

10 11 100 150 -5011 12 100 140 -4012 13 100 120 -2013 14 100 140 -4014 15 100 140 -4015 16 100 130 -3016 17 100 130 -3017 18 100 120 -2018 19 100 100 019 20 100 100 020 21 100 90 1021 22 100 90 1022 23 100 80 2023 24 100 60 40

TOTAL 2400 2400MAXMIN

MAX A

SUMINISTRO (ENTRADA) Q BOMBEO (%)

DEMANDA HORARIA EN % (1)

DEMANDAS (SALIDAS)

55 135110 190165 245220 300275 355315 395325 405290 370240 320190 270140 220100 18080 16040 1200 80

-30 50-60 20-80 0-80 0-80 0-70 10-60 20-40 400 80

32580

325

DIFERENCIAS ACUMULADAS +(80 MAX DE)DIFERENCIA

ACUMULADA

0 5 10 15 20 25

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

Chart Title

Column C Column G

0 5 10 15 20 25

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

Chart Title

Column C Column G