CONDUCCIONES A PRESIÓN Y SISTEMAS DE BOMBEO

Question 1

Condiciones adecuadas para la conducción:

Answer 1

Calidad
Cantidad
Presión

Question 2

Una tubería está definida por:

Answer 2

Tipo
Clase
Diámetro Nominal

Question 3

El tipo de tubería hace referencia:

Answer 3

Al Material

Question 4

Materiales de los que están fabricadas las tuberías:

Answer 4

Cloruro de Polivinilo PVC
Asbesto cemento, AC
Polietileno de alta densidad PEAD
Hierro fundido dúctil, HF y/o HD
Acero
Fibra de vidrio, PRFV

Question 5

La clase de tubería hace referencia a:

Answer 5

La presión

Question 6

Diámetro nominal DN; designación expresado en mm. Corresponde al diámetro exterior (DE) o interior (DI) dependiendo de la tubería:
PVC
PEAD
PRFV
HD, HF
Hormigón
Acero

Answer 6

PVC DE
PEAD DE
PRFV DI
HD, HF DI
Hormigón DI
Acero DE

Question 7

Rigidez

Answer 7

Define la capacidad resistente del tubo frente a cargas externas o a depresiones interiores.

Question 8

Densidad: la densidad de los distintos materiales de las tuberías:
PE Polietileno
PVC
Hormigón
Fundición
Acero
PP (Pilopropileno)
PRFV

Answer 8

PE Polietileno 0,93 – 0,96 g/cm3
PVC 1,35 – 1,46
Hormigón 2,3
Fundición 7,15
Acero 7,85
PP (Pilopropileno) 0,90
PRFV 1,80

Question 9

Selección del tipo de tubería.

Answer 9

Factores hidráulicos
Diámetros disponibles
Calidad del agua y tipo de suelo
Resistencia mecánica
Resistencia a la corrosión
Facilidad de instalación
Costo y vida útil

Question 10

DESARROLLO DEL PROYECTO
Elementos necesarios

Answer 10

Caudal a ser conducido
Puntos de origen y término; -altura o carga disponible
Topografía de una franja de terreno para el trazado
Catálogo de tuberías y accesorios

Question 11

DESARROLLO DEL PROYECTO
Actividades:

Answer 11

Definición del trazado
Topografía de detalle de elementos importantes – interferencias.
Dimensionamiento hidráulico;
Análisis del golpe de ariete
Dimensionamiento estructural; anclajes, pasos de ríos/quebradas.
Dispositivos especiales: Válvulas de aire; Válvulas de desagüe; Tanques rompe-presión;

Question 12

El transporte de un mismo caudal, las pérdidas de carga son más importantes en un conducto a presión que en un canal a superficie libre de pequeña pendiente; Cuál o cuáles serían, las principales razones para optar por una conducción a superficie libre por sobre una conducción a presión: (Ref. Ingeniería Hidráulica aplicada a los sistemas de distribución de agua; Vol. 1; Aguas de Valencia, 1996)

Answer 12

El caudal
Si el desnivel disponible es pequeño.

Question 13

Las aducciones a superficie libre presentan los siguientes inconvenientes, señale lo verdadero. Ref. (Ref. Ingeniería Hidráulica aplicada a los sistemas de distribución de agua; Vol.1; Aguas de Valencia, 1996)

Answer 13

Alargamiento del trazado:
Menor protección sanitaria;
Mayor rigidez en el trazado

Question 14

Uno de los problemas fundamentales que pueden presentarse en una conducción es la aparición de aire en su interior; su presencia, entre otros factores; puede deberse a que el agua contiene aire en solución; tanto mayor cuanto mayor es la presión a la que se encuentra la mezcla. En una conducción ¿podrían aparecer puntos en los cuales la presión es menor a aquella en la que se produjo la solución del aire y la consiguiente separación del aire del agua? (Ref. Ingeniería Hidráulica aplicada a los sistemas de distribución de agua; Vol. 1; Aguas de Valencia, 1996);

Answer 14

Verdadero

Question 15

¿Cuál es la norma ecuatoriana que debe cumplir la tubería de polietileno de alta densidad para agua potable?

Answer 15

INEN 1744

Question 16

Cuál es la norma ecuatoriana que deben cumplir la tubería de PVC para agua potable:

Answer 16

INEN 1373

Question 17

7El diámetro nominal hace referencia al diámetro con el cual se comercializa los productos, en el caso del PVC, al igual que el PEADel diámetro nominal se refiere al diámetro externo, y en función de la clase de la tubería el diámetro interno disminuye. Mientrasmás resistente es la tubería el diámetro interno es menor. Para el caso de la tubería HD, el diámetro nominal hace referencia a:

Answer 17

Diámetro interno

Question 18

El diámetro nominal hace referencia al diámetro con el cual se comercializa los productos, en el caso del PVC diámetro nominal serefiere al externo, y en función de la clase de la tubería el diámetro interno disminuye. Mientras más resistente es la tubería eldiámetro interno es menor. Para el caso de la tubería PEAD, el diámetro nominal hace referencia a:

Answer 18

Diámetro externo

Question 19

Los diámetros disponibles en el mercado de las tuberías son diferentes en función del tipo, por ejemplo, para el caso de PVC, en el mercado de nuestro país, se disponen hasta diámetros de 400mm. Si se requiere diámetros mayores, se fabrican bajo pedido especial. EN el caso de las tuberías PEAD, los diámetros disponibles están en el rango:

Answer 19

Hasta 315mm

Question 20

El diámetro nominal hace referencia al diámetro con el cual se comercializa los productos, en el caso del PVC diámetro nominal serefiere al externo, y en función de la clase de la tubería el diámetro interno disminuye. Mientras más resistente es la tubería el diámetro interno es menor. Para el caso de la tubería HD, el diámetro nominal hace referencia a:

Answer 20

Diámetro interno

Question 21

Los diámetros disponibles en el mercado de las tuberías son diferentes en función del tipo, por ejemplo, para el caso de PVC, en el mercado de nuestro país, se disponen hasta diámetros de 400mm. Si se requiere diámetros mayores, se fabrican bajo pedido especial. En el caso de las tuberías PRF, los diámetros disponibles están en el rango:

Answer 21

Entre 200 y 2500 mm

Question 22

Las uniones en las tuberías de PVC pueden ser por cementado solvente o por uniones elastoméricas. Sin embargo, estas últimas solo se presentas comercialmente e las tuberías cuyos diámetros son:

Answer 22

Mayores o iguales a 63mm

Question 23

En el caso del HD, el diámetro nominal corresponde al:

Answer 23

Diámetro interno.

Question 24

Enlace lo correcto:
Presión de rotura Presión que puede soportar durante un corto periodo de tiempo
Presión de servicio Presión máxima que puede soportar en forma permanente
Presión de Trabajo Presión estática a la que se prueban las tuberías en fábrica
Presión de admisible Presión dinámica en un determinado punto.

Answer 24

Presión admisible — Presión que puede soportar durante un corto
periodo de tiempo
Presión de trabajo— Presión máxima que puede soportar en forma
permanente
Presión de rotura —- Presión estática a la que se prueban las
tuberías en fábrica
Presión de servicio — Presión dinámica en un determinado punto.

Question 25

Se trata de elegir una tubería para conducir agua potable en un terreno normal, de difícil acceso, no se requiere mayor resistencia a la presión, el diámetro requerido es no menor a 1m, ¿qué tipo de tubería recomendaría?:

Answer 25

PRFV

Question 26

“El objetivo final de toda gestión de un proyecto, puede resumirse en garantizar su ejecución en el plazo previsto, con la calidad deseada y con el costo inicialmente estimado”. En la selección del material de la tubería, se consideran los siguientes factores, enumere, en orden de importancia, los tres primeros.

Answer 26

Diámetros disponibles: 2
Resistencia mecánica: 1
Costo de la tubería: 3

Question 27

“El golpe de ariete es un fenómeno de una onda de presión creado por cambios relativamente repentinos de velocidad del líquido, que pueden ocurrir, entre otras razones, por la operación de bombas y válvulas en conducciones o colapso de burbujas de aire”. Considerando que el agua con aire disuelto o en forma de burbujas o con partículas sólidas tiene valores distintos de K(elasticidad) y 𝜸(densidad), la celeridad de la onda puede variar en forma notable incluso ante la presencia de pequeñas cantidades de aire disuelto. Para una tubería de acero con una determinada D/e y una cierta presión. La velocidad de la onda es mayor mientras mayor sea la proporción de aire.

Answer 27

Falso

Question 28

9.28 “El golpe de ariete es un fenómeno de una onda de presión creado por cambios relativamente repentinos de velocidad del líquido, que pueden ocurrir, entre otras razones, por la operación de bombas y válvulas en conducciones o colapso de burbujas de aire”. En la expresión del cálculo del aumento de presión, intervienen, entre otros factores, el diámetro (D) y el espesor (e) de la tubería. La relación D/e es en cierta manera un indicativo de la rigidez de la tubería. Una relación D/e pequeña corresponde a una estructura muy rígida, poco capaz de deformarse y por tanto mientras más pequeña es la relación D/e la velocidad o celeridad de la onda de presión es mayor. En el siguiente gráfico, se tiene el grafico se presentan los gráficos de la celeridad en función del coeficiente D/e para Acero y PVC. Indique cual corresponde a la de acero.

Answer 28

1 es acero

Question 29

9.29 “El golpe de ariete es un fenómeno de una onda de presión creado por cambios relativamente repentinos de velocidad del líquido, que pueden ocurrir, entre otras razones, por la operación de bombas y válvulas en conducciones o colapso de burbujas de aire”. En la expresión del cálculo del aumento de presión, intervienen, entre otros factores, el diámetro(D) y el espesor (e) de la tubería. La relación D/e es en cierta manera un indicativo de la rigidez de la tubería. Para un mismo material, una relación D/e pequeña corresponde una estructura muy rígida, poco capaz de deformarse y por tanto, mientras más pequeña es la relación D/e, la velocidad o celeridad de la onda de presión es mayor

Answer 29

Verdadero

Question 30

9.30 “El golpe de ariete es un fenómeno de una onda de presión creado por cambios relativamente repentinos de velocidad del líquido, que pueden ocurrir, entre otras razones, por la operación de bombas y válvulas en conducciones o colapso de burbujas de aire. Para una misma relación D/e, la velocidad de la onda es menor en una tubería de AC que en una tubería de Acero.

Answer 30

Verdadero

Question 31

9.31 Diseñe, para la siguiente condición, una conducción a presión para conducir un caudal de 30 l/s.

Question 32

9.32 Diseñe, para la siguiente condición, una conducción a presión para conducir un caudal de ___ lts/s, con tubería de PVC, que
soporta una presión máxima de 1.25 MPA. Los diámetros disponibles se indican en el gráfico, cuales se deben tomar como
diámetro interno

Question 33

9.33 Diseñe para la siguiente condición una conducción a presión para conducir un caudal de 10 l/s:

Question 34

9.34 Grafique las siguientes curvas de una bomba: rendimiento, potencia, caudal-altura, NPSHr

Question 35

9.35 Identifique cada una de las siguientes curvas de una bomba: rendimiento, potencia, caudal-altura:

Answer 35

a) Caudal-Altura
b) Potencia
c) Rendimiento

Question 36

Las válvulas de aire se colocan en las conducciones para:

Answer 36

Permitir la salida de aire,
Para permitir el ingreso de aire
Para evitar presiones negativas

Question 37

NPSHr significa: señale lo correcto

Answer 37

Altura neta positiva de succión requerida

Question 38

El diámetro de la tubería de aspiración debe ser:

Answer 38

Mayor al diámetro de la tubería de impulsión

Question 39

Una vez diseñada la estación de bombeo, el NPSHd queda perfectamente definido. En el cálculo del NSPHd intervienen algunas variables:

Answer 39

La presión de vapor del agua
La temperatura del agua
La altitud donde se encuentra el sistema de bombeo;
Las pérdidas de carga en la aspiración.
El desnivel entre el eje de la bomba y el nivel del líquido a bombear

Question 40

El NSPHd depende de:

Answer 40

La instalación efectuada o propuesta
El caudal a bombearse

Question 41

En tramos planos, las conducciones deben estar compuestos de tramos ascendentes con una pendiente no menor al 0.2% y tramos descendentes con un pendiente, así mismo, no menor al 0.3% (Norma ABNT-591). Se recomiendan los trazados que presentan:

Answer 41

Tramos ascendentes largos seguidos de tramos descendentes cortos.

Question 42

9.42 En una conducción entre un punto A y un punto B (con un desnivel 𝜟𝒉, la línea piezométrica AB corresponde a uun diámetro teórico D1 para transportar un caudal Q1. Si el diámetro de la tubería que realmente se instala es de D2»D1, entonces:

Question 43

9.43 En la siguiente figura se muestra un esquema de una conducción; defina la ubicación de válvulas de aire:

Answer 43

PUNTO ACCIÓN
A simple
B doble y triple
C simple
D doble y triple

Question 44

Determine para una conducción ubicada a 4000 msnm la temperatura del agua es de 10°C , cual es la mayor altura posible a la que un sifón puede elevar el agua.

Answer 44

Altura(m) P. Atmosferica(m) Temperatura(°C ) 10
0 10.33 Peso especifico (kg/dm3) 0.9996
2250 7.7757.05 P. vapor 0.125
2500 7.57
4000 6.2

Cálculo: Ninguno
R=6.20m

Question 45

Todas las conducciones se ven sometidas a efectos que producen las bolsas de aire atrapado en el interior de las tuberías, sobre todo en operaciones de puesta de servicio o de reparaciones. Estas actividades implican desplazamientos de grandes volúmenes de agua y aire, que, si no, son bien gestionados, implica la aparición de bolsas de aire atrapado en las tuberías. Los dispositivos utilizados para gestionar el aire son las válvulas de aire o ventosas. Estas se suelen clasificar en válvulas de aire simple, doble o de triple acción. Las de doble acción son aquellas que permiten el ingreso o salida de grandes volúmenes de aire. Las de triple acción, son aquellas que:

Answer 45

Permiten el ingreso y salida de pequeños y grandes volúmenes de aire.

Question 46

La máxima altura de aspiración teórica es función de la presión barométrica, de la presión de vapor y de la temperatura del agua. A altura del nivel del mar el valor teórico es de 10.33 mca. Considerando las pérdidas el valor se reduce. Está altura máxima de aspiración se debe a que:

Answer 46

A esa altura se produce evaporación del agua.

Question 47

Las tuberías de hierro dúctil, HD, se fabrica con una aleación de acero centrifugado en moldes que giran rápidamente, lo que permite que el hierro se distribuya en las paredes de manera uniforme y contienen un elemento que permite que el grafito presente en la fundición se precipite en formas de esferoides en lugar de laminar, haciendo a la fundición tan fuerte como el acero. El material que se añade es:

Answer 47

Magnesio

Question 48

Aunque el revestimiento de mortero de cemento en las tuberías de hierro dúctil (HD), es muy duradero puede ser atacado lentamente por: (indique) de distribución de agua; Larry Mays; Mac Graw Hill; 2002.

Answer 48

Aguas muy blandas con bajo contenido de solido
Aguas de alto contenido de sulfatos
Aguas sobresaturadas de carbonato cálcico

Question 49

Las tuberías de PVC son las de más amplio uso a causa de su resistencia a la corrosión, casi inerte cuando se le expone a la mayoría de los ácidos (aunque son atacados por solventes presentes en aguas residuales industriales); peso ligero y alta relación resistencia a peso, facilidad de instalación y una alta capacidad hidráulica. Las tuberías de PVC no deben exponerse al sol por largos periodos de tiempo ya que su resistencia al impacto disminuye, de igual forma:

Answer 49

Su deformabilidad ante cargas externas.
Es vulnerable a depresiones.

Question 50

Las tuberías de PVC son las de más amplio uso a causa de su resistencia a la corrosión, casi inerte cuando se le expone a la mayoría de los ácidos (aunque son atacados por cetonas y otros solventes presentes en aguas residuales industriales); peso ligero y alta relación resistencia a peso, facilidad de instalación y una alta capacidad hidráulica. Las tuberías de PVC no deben exponerse alsol por largos periodos de tiempo ya que su resistencia al impacto disminuye. Así exponerse alsol por largos periodos de tiempo ya que si resistencia al impacto disminuye. Así mismo, ya que se trata de un material termoplástico, su capacidad de soportar presión depende de la temperatura: al incrementarse la temperatura de servicio, la presión de servicio disminuye; el factor de reducción, para una temperatura de 60°C, puede llegar a ser de: (indique lo correcto), Ref. Manual de sistemas de distribución de agua: Larry Mays: Mac Graw Hill: 2002, Madrid.

Answer 50

0.22

Question 51

Las tuberías de polietileno de alta densidad presentan buena resistencia a la corrosión, son livianas, elevado coeficiente entre resistencia y peso, resistencia a la rotura, elevado coeficiente de transporte (Hazen Williams); y una elevada resistencia a los danos por terremotos, esta tubería es muy utilizada en zonas inestables. Igual que el PVC, ya que se trata de un material termoplástico, su capacidad de soportar presión depende de la temperatura. Las uniones pueden realizarse:

Answer 51

Por fusión térmica
Métodos mecánicos

Question 52

El aire puede aparecer dentro de la línea de conducción ya sea porque no fue razonablemente diseñada, o durante la puesta en marcha por no haber sido adecuadamente llenada o por durante el funcionamiento por eventuales vórtices, roturas de tubería. Adicionalmente, cualquier masa e agua es capaz de llevar una determinada cantidad de mayor cuanto mayor es la presión a la que se encuentre la mezcla. El aire libre en las conducciones puede dar origen a una variedad de problemas. Indique a su criterio, los problemas importantes:

Answer 52

Regímenes transitorios indeseados
Disminución del rendimiento de las bombas

Question 53

Las fuerzas de empuje, las hidrostáticas debidas a la presión interna de la tubería y las hidrodinámicas debido a la variación de la cantidad de movimiento; son fuerzas desequilibradoras de las tuberías de presión que tienen lugares en:

Answer 53

Cambios de dirección (codos, curvas, bifurcaciones asimétricas y tés)
En los cambios de sección
En los puntos finales de las conducciones (en los tapones)

Question 54

El empuje hidrodinámico debido a la variación de la cantidad de movimiento, se debe considerar cuando:

Answer 54

Las velocidades son altas

Question 55

Las fuerzas de empuje que se desarrollan en las tuberías, dependen de también el diámetro en caso de una tubería de 900 mm, comparado con una tubería de 450 mm, trabajando a la presión interior, se produce un empuje de:

Answer 55

Cuatro veces más.

Question 56

9.56 Relación entre las unidades de presión. Rellene los datos faltantes en los casilleros

Answer 56

Pascales.
Pa
MPa
Kgf/cm2
Atm
m.c.a
Bar

Question 57

Para la determinación de la celeridad de la onda de choque dentro de un agua, se utiliza la siguiente expresión:
𝒄 = (𝟗𝟗𝟎𝟎)/(√(𝟒𝟖. 𝟑 + 𝒌(𝑫/𝒆)))
En esta ecuación, el valor de k corresponde a:

Answer 57

Relación entre los módulos de elasticidad del agua y del material

Question 58

La tubería enterrada para conducir el agua debe resistir la presión interna, cargas externas, asentamientos diferenciales y acción corrosiva tanto del suelo como, potencialmente, del agua que trasporta. Entre los factores a considerar en la selección de la tubería, incluyen los siguientes: Condiciones de servicio, Disponibilidad, Propiedades de la tubería; y Economía. Marque lo correcto. Ref. Manual de sistemas de distribución de agua, Larry Mays; Mac Graw Hill; 2002 (Corrosión potencial del suelo, Diámetros y espesores, Resistencia a la fricción, Cargas del suelo, Vida requerida, Mantenimiento y reparaciones, Presión de servicio, Naturaleza de las aguas a conducir)
1 condiciones de servicio
2 disponibilidad
3 propiedades de la tubería
4 economía

Answer 58

Corrosión potencial del suelo (1)
Diámetros y espesores (2)
Resistencia a la fricción (3)
Cargas del suelo (1)
Vida requerida (4)
Mantenimiento y reparaciones (4)
Presión de servicio (1)
Naturaleza de las aguas a conducir (1)

Question 59

Marque lo correcto atendiendo a que si los factores son atendidos favorablemente por el material
(Corrosión potencial del suelo, Diámetros y espesores, Resistencia a la fricción, Cargas del suelo, Vida requerida, Mantenimiento y reparaciones, Alta presión de servicio, Naturaleza de las aguas a conducir)
1 AC (asbesto cemento)
2 PVC (cloruro de polivinilo)
3 HD (y/o HF hierro fundido ductil)
4 PEAD (polietileno de alta densidad)

Answer 59

Corrosión potencial del suelo (2, 4)
Diámetros y espesores (2)
Resistencia a la fricción (1, 2, 3, 4)
Cargas del suelo (1, 3)
Vida requerida (1, 2, 3, 4)
Mantenimiento y reparaciones (2, 4)
Alta Presiones de servicio (3)
Naturaleza de las aguas a conducir (2, 4)

Question 60

Normas:
ANSI
ASTM
INEN
ISO
AWWAC

Answer 60

ANSI American National Standard Institute
ASTM American Society Testing Materials
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacion
ISO International Organitation for Standarization
AWWAC American Water Works Association

Question 61

Normas de fabricación de acuerdo al tipo de tubería
ACERO
PVC
AC
POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD)
HD

Answer 61

ACERO ANSI-ASTM A 120-79
PVC INEN 1373 , ASTM D-1785
AC INEN 485
POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD) INEN 144 – ISO 4427
HD AWWA C-106-70 ANSI A21.6 – 1970 ASTM A 377
ISO 2531; 4179; 8179-1; 4633

Question 62

9.62Tipos y clases de tuberías (revisar)