EVALUACION HIDRAULICA DEL PROYECTO: IMPLEMENTACIÓN DE UN MÉTODO DE TRATAMIENTO PARA EL RECURSO HÍDRICO POR MEDIO DE UN SISTEMA DE ADUCCION, FILTRACIÓN Y CLORACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DE AGUA SEGURA EN DOS FINCAS DE LA L A VEREDA ARRAYANES EN LA LOCALIDAD USME DEL MUNICIPIO, CUNDINAMARCA.
Resume La evaluación hidráulica se realizó por medio del programa de modelación Epanet, en el cual cual por por medio medio de dato datos s base base como como cotas, cotas, dista distanci ncias as entre entre unid unidade ades, s, diámetros de tubería, rugosidad rugosidad y teniendo teniendo en cuenta las ecuacione ecuaciones s de D-W y HW, se obtuvieron resultados en lo ue concierne a presiones, caudales en cada una de las cone!iones y las p"rdidas de #ricción en el sistema$ %dicionalmente se realizó el cálculo de la instalación instalación hidráulica y sanitaria para una de las casas con el #in poder determinar determinar perdidas perdidas debidas a la #ricción, accesorios accesorios y los caudales caudales reueridos por cada aparato sanitario$
I!"#$u%%&' El adecuado adecuado suministro suministro de agua agua segura segura proporci proporciona ona bene#ic bene#icios ios inmediat inmediatos os y notorios en bienestar bienestar y me&oría de la salud salud de las comunidades comunidades ue no cuentan con este servicio$ El #ruto de implementar este tipo de sistemas, es garantizar un servicio con#iable y ue tenga la cobertura su#iciente para atender la demanda reuerida por la comunidad$ 'ara 'ara poder poder desarro desarrollar llar la evaluac evaluación ión hidráuli hidráulica, ca, se implemen implementara tara el so#t(a so#t(are re E'%)E*, E'%)E*, el cual permite realizar análisis hidráulicos de redes de tuberías a partir de las caract caracterí eríst stica icas s #ísic #ísicas as de las tuberí tuberías as y dinámi dinámica cas s de los nudos nudos,, para para obtener la presión y los caudales en nodos y tuberías respectivamente, así como el análisis de calidad de agua a trav"s del cual es posible determinar el tiempo de via&e del #luido desde la #uente hasta los nodos del sistema$
M("%# Te'"&%# % continuación continuación se presenta presenta una breve descripción descripción de los #undamentos #undamentos de hidráulica muy utilizados en el dise+o de redes de distribución y la aplicabilidad en el so#t(are de modelación$ Ecuación de continuidad La ecuación de continuidad e!presa el #lu&o a trav"s de distintas secciones en un tubo de corriente, como se muestra en la #igura
.%/%LLE01, 234 5e desarrolla a partir del principio de conservación de la masa, la cual ni se crea ni se destruye, por lo tanto, entre las secciones % y %2, la ecuación de continuidad en #lu&o permanente, es decir, si no hay acumulación de masa dentro del volumen de control, se e!presa de la siguiente #orma6
)*A*V* + ) AV
Energía de presión, de #lu&o o caga de presión6 Es la energía ue posee un #luido debido a la magnitud de la presión a ue está sometido, El t"rmino p78, es la energía por unidad de peso ue corresponde a la presión p del #luido$ 5i el #luido analizado, es un #luido ideal es decir, sin #ricción4, se pueden plantear entre dos puntos, los anteriores tipos de carga para obtener la ecuación de energía$ 'ara un #luido incomprensible, la ecuación es de la siguiente #orma$ .%/%LLE01, 234
En donde hL representa las p"rdidas de energía entre los tramos analizados$
F-u# e !u/e"0(s % medida ue un #luido circula a trav"s de un conducto, se presentan p"rdidas de energía debido a la #ricción interna del #luido$ La magnitud de la p"rdida de energía depende básicamente de las propiedades del #luido, la velocidad del #lu&o, el diámetro, la rugosidad de las paredes y la longitud de la tubería$ 'erdidas por #ricción La #ricción es proporcional a la cabeza de velocidad del #luido y al cociente de la longitud entre el diámetro de la corriente de #lu&o, para el caso de #lu&o en
conductos ó tubos cerrados9 estas p"rdidas pueden ser calculadas con ayuda de la ecuación de Darcy-Weisbach$ .%/%LLE01, 234
Donde6 h#6 '"rdida de energía debido a la #ricción$ # 6 :actor de #ricción$ L6 Longitud del tramo de conducción$ ;26 ;elocidad promedio del #lu&o$ D6 Diámetro del tubo$ g6 %celeración de la gravedad$
'erdidas por accesorios Las p"rdidas menores se originan cuando se presenta un cambio en la sección transversal de la dirección de #lu&o ó cuando la trayectoria del #lu&o se encuentra obstruida, es así el caso de las válvulas$ Las p"rdidas de energía son proporcionales a la cabeza de velocidad de #lu&o al #luir "ste alrededor de un accesorio, a trav"s de una dilatación ó una contracción del conducto$ Los valores e!perimentales de p"rdidas de energía generalmente se reportan en t"rminos de un coe#iciente de resistencia <, de la siguiente #orma$
Donde6 hL6 '"rdida menor de energía m4$ <6 .oe#iciente de p"rdidas adimensional4$ ;6 ;elocidad media de #lu&o en el conducto m7s4$ g6 %celeración de la gravedad m7s24
Me!#$#-#10( 'ara modelar el comportamiento de la red se parte de la base de datos cartográ#icos y topográ#icos correspondientes a curvas de nivel del área de estudio, suministrados por medio de los programas .%D = E%0*H y >11>LE E%0*H, los cuales #acilitan obtener esta in#ormación por medio de comandos enlazados a una red de base datos e igualmente la integración con %uto.%D ue proporciona la ilustración de las curvas de nivel , identi#icando por medio de capas la cota mayor y la cota menor del terreno, a lo ue indicaría una guía para trazar nuestra red de tubería$ 'or medio de E'%)E* modela un sistema de distribución de agua como un con&unto de líneas conectadas por sus nudos e!tremos$ Las líneas representan tuberías y válvulas de control$ Los nudos representan puntos de cone!ión entre tuberías o e!tremos de las mismas, con o sin demandas nudos de caudal4, y tambi"n depósitos o embalses$ E'%)E* asume ue las tuberías están completamente llenas en todo momento, y por consiguiente ue el #lu&o es a presión$ 5e debe conocer su diámetro, su longitud, conectividad, p"rdidas de carga y adicionalmente su material, edad y estado de conservación$ %rellano, 233?4
De!e"m&(%&' $e -(s %#!(s .omo parte de la metodología de dise+o las cotas hacen re#erencia a la elevación de cada uno de los elementos de la red respecto a un nivel de re#erencia$ El conocimiento de las cotas de los nudos de cone!ión entre tuberías es básico tanto para la comprensión de las características de las tuberías como para determinar las presiones en la simulación del modelo, en especial cuando se trata de redes por gravedad, como es el caso$ El cálculo de las cotas como primera instancia se abordaron los programas se+alados anteriormente los cuales por medio de sus herramientas generan una malla su#icientemente densa de puntos de cota a partir de los puntos de cota conocida de la cartogra#ía de #ondo$ % cada elemento del terreno se le asignara una cota de terreno siempre y cuando #avoreciendo en #unción de la gravedad el planteamiento del sistema$ % continuación se muestra la aplicación se so#t(are para la generación de las curvas de nivel para así poder realizar el trazado de la red$
T"(2($# $e -( "e$ 'ara poder trazar la red, se realizara una superposición de capas con previo dise+o de la red en E'%)E* y utilizando el programa epa-.%D como convertidor de archivos, se realizara lo anteriormente indicado sobre la malla de las curvas y posteriormente el trazado de la red, teniendo en cuenta las cotas del terreno para la ubicación de las di#erentes unidades de tratamiento$
Resu-!($#s S&mu-(%&' *.
*abla 6 *abla de red$ .one!iones
*abla 26 *abla de red$ *uberías >ra#ica 6 per#il longitudinal de cotas
S&mu-(%&'
*abla 26 red de red$ .one!iones
*abla @6 *abla de red$ *uberías
>ra#ica 26per#il longitudinal de cotas
Resu-!($#s %3-%u-#s &s!(-(%&' 4&$"3u-&%( 5 s(&!("&( 'ara el desarrollo de esta actividad e igualmente la obtención de los resultados, como primera medida se aduirieron datos básicos de la vivienda como lo son nAmero total de aparatos sanitarios, longitudes de todos los tramos de tubería desde la acometida hasta el aparato crítico$ 'ara poder trazar longitudes de los tramos y ubicación de aparatos sanitarios, se dise+ó el plano isom"trico de la red sanitaria, con el #in de #acilitar el desarrollo de la metodología de traba&o$ Los resultados logrados #ueron gracias a la metodología implementada por el ingeniero H"ctor %l#onso 0odríguez Díaz en su libro Dise+os hidráulicos, sanitarios y de gas en edi#icaciones, Escuela de Bngenieros Culio >aravito$ Dentro del desarrollo se tuvieron en cuenta especi#icaciones t"cnicas en lo ue concierne a los di#erentes tipos de tubería sanitaria, materiales y accesorios ue comprenden un sistema$
'lano isom"trico
:uente6 %utores del proyecto
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