Conducción de Agua y Sistema de Bombeo (2) - nataly De la cruz Rodriguez (1)

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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
 
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 
 
TEMA: 
 
“CONDUCCIÓN DE AGUA Y SISTEMA DE BOMBEO” 
 
AUTORES: 
 
Victorio Herrera Cesar German - orcid.org/0000-0002-7546-3654 
Sosa Medina Kevin Jhampiers - orcid.org/0000-0002-7456-5237 
Rodriguez Ancachi Harold Daniel - orcid.org/0000-0003-2521-6505 
De la cruz Rodríguez Nathaly - orcid.org/0000-0001-5721-696X 
Rios Sánchez Junior - orcid.org/0000-0002-3068-4197 
 
 
CURSO: 
INGENIERÍA SANITARIA 
 
 
ASESOR: 
 
JAVIER CESAR TOMAS VASQUEZ 
 
 
CHIMBOTE - PERÚ 
 
2023
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INDICE 
 
I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 3 
II. DESARROLLO ....................................................................................................... 4 
2.1. Camara de rompe presion ............................................................................... 4 
Tipos de cámaras de rompe presión (crp) ................................................................ 5 
2.2. Válvulas de aire ............................................................................................. 11 
2.3. Válvulas de purga .......................................................................................... 11 
2.4. Sistema de Bombeo ...................................................................................... 12 
2.5. Tipos y componentes de la estación de bombeo ........................................... 12 
2.6. Ejemplo de Diseño ......................................................................................... 14 
III. CONCLUSIONES ............................................................................................. 20 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 21 
ANEXOS ..................................................................................................................... 22 
 
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I. INTRODUCCIÓN: 
En este presente informe este titulado: “Conducción de Agua y Sistema de 
Bombeo”, Para la conducción de agua podemos llevar el líquido extraído de un 
pozo hacia otro lugar, es importante llevarlo por una línea de conducción que es 
un sistema de abastecimiento de agua potable ya sea por gravedad o por 
bombeo que es lo que nosotros en este informe daremos a conocer por medio 
de diferentes puntos lo que es la conducción de agua y sistema de bombeo. La 
línea de conducción por gravedad que se le da este nombre por abastecer en 
una población, con la cual además de planta potabilizadora se construye un 
tanque elevado por la fuerza de la gravedad cae el agua y provea a toda la red; 
en cambio la conducción por bombeo hace un incremento brusco de gradiente 
para vencer todas las pérdidas de energía en la tubería de conducción. Para el 
sistema de bombeo consiste en un conjunto de elementos que permiten el 
transporte a través de tuberías y el almacenamiento temporal de los fluidos, de 
forma que se cumplan las especificaciones de caudal y presión necesarias en 
los diferentes sistemas y procesos. Esta publicación se limita al estudio del 
transporte de fluidos newtonianos incompresibles, y más concretamente de 
líquidos. 
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II. DESARROLLO: 
2.1. Cámara rompe presión: 
 
Son estructuras cuya función principal es reducir la presión hidrostática, 
generando un nuevo nivel de agua y creando una zona de presión dentro 
de los límites de trabajo, en el cual existen 2 tipos, que es: uno para la línea 
de conducción y la red de distribución. 
Cuando existe mucho desnivel entre la captación y en algunos puntos de la 
línea de conducción, pueden generarse presiones superiores a la máxima 
que se pueda soportar una tubería. En esa situación es necesaria la 
construcción de cámaras rompe-presión que permiten disipar la energía y 
reducir la presión relativa a cero, con la finalidad de evitar daños en la 
tubería. Estas estructuras nos permiten utilizar tuberías de menor clase, 
reduciendo considerables costos en la obra de abastecimiento de agua 
potable. 
• Línea de conducción: 
 
En un sistema por gravedad, es la tubería que transporta el agua desde 
el punto de captación hasta el reservorio. Cuando la fuente es agua 
superficial, dentro de su longitud se ubica la planta de tratamiento. 
 
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• Carga dinámica: 
 
En cualquier punto de la línea, representa la diferencia de la carga 
estática y la pérdida de carga por fricción en la tubería. 
• Carga estática 
 
Representa la carga máxima a la que puede estar sometida una tubería 
al gua cuando se interrumpe bruscamente el flujo. 
 
TIPOS DE CÁMARAS DE ROMPE PRESIÓN (CRP) 
Contamos con 2 tipos de cámara rompe presión las de TIPO 6 y TIPO 7 uno 
para la línea de conducción y otra para la red de distribución. 
Cámara Rompe Presión tipo 6 
Este tipo de estructura es empleada en la línea de conducción cuya función 
es únicamente reducir la presión en la tubería. Es una estructura pequeña, 
su función principal es de reducir la Presión hidrostática a cero, generando 
un nuevo nivel de agua, con la finalidad de evitar daños a la tubería. 
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• Partes de la cámara rompe presión tipo 6 
 
 
✓ Partes externas de la cámara rompe presión tipo 6 
 
❖ Tapa metálica: Este elemento es utilizado como seguridad de la cámara 
además de servir como medio de inspección hacia cámara rompe presión 
durante su periodo de operación y mantenimiento. 
❖ Muros: Conforman la fachada de la cámara, además de protegerla ante 
agentes externos de contaminación y agresividad del suelo. 
❖ Limpieza y rebose: Este sistema permite encauzar el agua excedida y 
mantener un flujo continuo de operación. Comprende además de una 
estructura que permitirá su mantenimiento o limpieza; en la figura se 
observa un dado móvil de concreto. 
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✓ Partes internas de la cámara rompe presión tipo 6 
 
❖ Codos de 90° PVC: Permiten distribuir el recorrido del agua 
de forma geométrica u ortogonal, conjuntamente con las 
tuberías. 
❖ Cono de rebose PVC: Es el accesorio de toma en un sistema de 
rebose en cámaras rompe presión. 
❖ Canastilla de bronce: Este accesorio tiene dos funciones, impedir el 
paso de sólidos considerables y captar el agua disipada o con presión 
atmosférica cero depositada en la cámara. 
 
 
• Mantenimiento de la cámara rompe presión tipo 6 
 
❖ Realizar la limpieza exterior, eliminando la maleza y las yerbas, etc. 
❖ Si se tiene canaleta para desviar las aguas superficiales, hay que limpiarlas, en 
caso contrario, construir una canaleta. 
❖ Realizar la limpieza interna de la cámara y accesorios con un escobillón 
plástico, luego enjuagarlas. 
❖ Se debe aceitar la válvula de control y pintarla con pintura anticorrosiva. 
 
 
• Para desinfectar la cámara rompe presión, realice lo siguiente: 
Utilice 6 cucharadas de cloro al 30% disuelta en 10 litros de agua. Con un rapo 
húmedo, frotar los accesorios y la parte interior de la tapa sanitaria de concreto. 
Después, colocar nuevamente la tubería de rebote y desagüe, para, finalmente, 
enjuagar las paredes y el piso, dejando que el agua salga eliminando los restos de 
cloro. 
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Cámara Rompe Presión tipo 7 
Se construye para ser utilizada en la red de distribución, además de reducir la presión 
regula el abastecimiento mediante el accionamiento de la válvula flotadora. 
 
 
 
• Partes de la cámara rompe presión tipo 7 
 
 
 
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✓ Partes externas de la cámara rompe presión tipo 7 
 
❖ Tapa sanitaria: Sirve para inspeccionar las válvulas flotadora y de 
control, y realizar labores de mantenimiento en la cámara húmeda. 
❖ Caja de válvula de control: Caja de concreto simple, que sirve para 
proteger la válvula de control. 
❖ Cámara húmeda: Es una caja de concreto armado, que sirve para 
romper la presión de agua. 
❖ Tubo de ventilación: Tubo de fierro galvanizado, sirve para la 
circulación del aire al interior de la cámara húmeda.❖ Dado de protección: Es un dado de concreto ubicado en el extremo de 
la tubería de rebose y limpia o desagüe que sirve para evitar el paso de 
animales pequeños. 
 
 
 
✓ Partes internas de la cámara rompe presión tipo 7 
❖ Válvula flotadora: Regula la salida de agua en forma automática en 
función al consumo. 
❖ Tubería de entrada: Es el tubo por donde ingresa el agua a la CRP. 
❖ Válvula de control: Sirve para regular el caudal de ingreso a la 
cámara y para realizar la labor de mantenimiento y reparación. 
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❖ Cono de rebose: Sirve para eliminar el agua cuando la válvula 
flotadora falla, así como para realizar el mantenimiento de la cámara. 
❖ Boya: Accesorio que controla el cierre automático del agua de 
acuerdo al consumo. 
❖ Canastilla de salida: Permite la salida del agua de la cámara húmeda, 
evitando el paso de elementos extraños como piedras, basura, 
animales; que pueden obstruir la tubería. 
❖ Tubería de salida: Tubería PVC que conduce el agua a la red de 
distribución. 
❖ Tubería de rebose y limpia: Sirve para eliminar el agua excedente 
cuando se malogra la válvula flotadora y para el mantenimiento de la 
cámara húmeda. 
 
 
• Mantenimiento de la cámara rompe presión tipo 7 
 
❖ Se realizarán los mismos procedimientos que los de las CRP T-6 
❖ Realizar la limpieza exterior, eliminando la maleza y las yerbas, etc. 
❖ Si se tiene canaleta para desviar las aguas superficiales, hay que 
limpiarlas, en caso contrario, construir una canaleta. 
❖ Realizar la limpieza interna de la cámara y accesorios con un escobillón 
plástico, luego enjuagarlas. 
❖ Se debe aceitar la válvula de control y pintarla con pintura anticorrosiva. 
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❖ Verificar el funcionamiento de la válvula flotadora. Si se observa fuga de 
agua por la válvula, revise la empaquetadura, si la falla es mayor proceda 
a cambiarla. 
2.2. Válvulas de aire: 
El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del área del 
flujo del agua, produciendo un aumento de pérdida de carga y una 
disminución del gasto. Para evitar esta acumulación es necesario 
instalar válvulas de aire automáticas (ventosas) o manuales. 
 
2.3. Válvulas de purga: 
Los sedimentos acumulados en los puntos bajos de la línea de 
conducción con topografía accidentada, provocan la reducción del área 
de flujo del agua, siendo necesario instalar válvulas de purga que 
permitan periódicamente la limpieza de tramos de tubería.
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2.4. Sistema de Bombeo: 
 
Para el sistema de bombeo consiste en un conjunto de elementos que 
permiten el transporte a través de tuberías y el almacenamiento temporal 
de los fluidos, de forma que se cumplan las especificaciones de caudal y 
presión necesarias en los diferentes sistemas y procesos. Esta 
publicación se limita al estudio del transporte de fluidos newtonianos 
incompresibles, y más concretamente de líquidos. 
 
2.5. Tipos y componentes de la estación de bombeo: 
➢ Tipos de bombas 
Las bombas más frecuentemente usadas en el abastecimiento de 
agua son las bombas centrifugas, horizontales y verticales, y las 
bombas sumergibles. El proyectista de acuerdo a las características 
del proyecto, seleccionará el tipo de bomba más adecuada a las 
necesidades del mismo. 
a) Bombas centrifugas horizontales 
Son equipos que tienen el eje de transmisión de la bomba en 
forma horizontal. Tienen la ventaja de poder ser instaladas en un 
lugar distinto de la fuente de abastecimiento, lo cual permite 
ubicarlas en lugares secos, protegidos de inundaciones, 
ventilados, de fácil acceso, etc. Este tipo de bomba se debe 
emplear en cisternas, fuentes superficiales y embalses. Por su 
facilidad de operación y mantenimiento es apropiado para el 
medio rural. Su bajo costo de operación y mantenimiento es una 
ventaja adicional. Se pueden clasificar, de acuerdo a la posición 
del eje de la bomba con respecto al nivel del agua en la cisterna 
de bombeo, en bombas de succión positiva y bombas de succión 
negativa. 
 
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b) Bombas centrifugas verticales 
Son equipos que tienen el eje transmisión de la bomba en forma 
vertical sobre el cual se apoya un determinado número de 
impulsores que elevan el agua por etapas. Deben ubicarse 
directamente sobre el punto de captación, por lo cual casi se 
limita su uso a pozos profundos. Estas bombas se construyen de 
diámetros pequeños, a fin de poder introducirlas en las 
perforaciones de los pozos, los cuales exigen diámetros 
pequeños por razones de costo. Una unidad de bombeo de un 
pozo consta seis partes principales, que son: 
1. La máquina motriz, 
2. El cabezal de transmisión, 
3. Eje de transmisión, 
4. La columna o tubería de impulsión, 
5. La bomba, y la tubería de succión 
c) Bombas sumergibles 
Son equipos que tienen la bomba y motor acoplados en forma 
compacta, de modo que ambos funcionan sumergidos en el 
punto de captación; se emplean casi exclusivamente en pozos 
muy profundos, donde tienen ventajas frente al uso de bombas 
de eje vertical. Estas bombas tienen la desventaja de poseer 
eficiencia relativamente baja, por lo cual, aun cuando su costo 
puede ser relativamente bajo, el costo de operación es elevado 
por su alto consumo de energía 
 
 
 
 
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d) Motores 
Los motores para bombas se clasifican en dos grupos 
principales: de combustión y eléctricos. 
1) Motores eléctricos: Estos motores utilizan la corriente 
eléctrica como fuente exterior de energía. Los más 
empleados en abastecimiento de agua son los de velocidad 
constante o los que tienen velocidad prácticamente 
constante. Es decir, se puede considerar únicamente los dos 
tipos siguientes: 
➢ Motor síncrono de velocidad rigurosamente constante, 
dependiente del número de polos y al ciclaje o frecuencia 
de la línea de alimentación 
➢ Motor de inducción, es decir, asíncrono con velocidad 
dependiente al valor de la carga. 
Los componentes básicos de una estación de bombeo de 
agua potable son los siguientes: 
➢ Caseta de bombeo. 
➢ Cisterna de bombeo. 
➢ Equipo de bombeo. 
➢ Grupo generador de energía y fuerza motriz. 
➢ Tubería de succión. 
➢ Tubería de impulsión. 
➢ Válvulas de regulación y control. 
➢ Equipos para cloración. 
➢ Interruptores de máximo y mínimo nivel. 
➢ Tableros de protección y control eléctrico. 
➢ Sistema de ventilación, natural o mediante equipos. 
➢ Área para el personal de operación. 
➢ Cerco de protección para la caseta de bombeo 
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2.6. Ejemplo de Diseño: 
Caudal de diseño 
 
Para el diseño de líneas de conducción se utiliza el caudal máximo 
diario para el periodo del diseño seleccionado. 
Carga estática y dinámica 
La Carga Estática máxima aceptable será de 50 m y la Carga Dinámica 
mínima será de 1 m. 
 
Figura 1. Cargas estática y dinámica de la línea de conducción 
 
Tuberías 
Para la selección de la clase de tubería se debe considerar los 
criterios que se indican. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2. Presiones de trabajo para diferentes clases de tubería de PVC 
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Se deberá seleccionar el tipo de tubería en base a la agresividad del suelo y al 
intemperismo. En este último caso, de usarse el fierro galvanizado se le dará una 
protección especial. Aquella en caso que por la naturaleza del terreno, se tenga 
que optar por tubería expuesta, se seleccionará por su resistencia a impactos y 
pueda instalarse sobre soportes debidamente anclados. 
 
Diámetros 
 
El diámetro se diseñará para velocidades mínima de 0,6 m/s y máxima de 3,0 m/s. 
El diámetro mínimo de la línea de conducción es de 3/4” para el caso de sistemas 
rurales. 
Dimensionamiento 
 
Para el dimensionamiento de la tubería, se tendrán en cuenta las siguientes 
condiciones: 
La Línea gradiente hidráulica (L. G. H.) 
 
La línea gradiente hidráulica estará siempre por encima del terreno. En los 
puntos críticos se podrá cambiar el diámetro para mejorar la pendiente. 
Pérdida de carga unitaria (hf) 
 
Para el propósitode diseño se consideran: 
Ecuaciones de Hazen y Williams para diámetros mayores a 2 pulgadas o hay 
fórmulas diámetros menores a 2 pulgadas como la de Fair Whipple. 
 
Q = α1 x C x D 2.63 x hf 0.54 (α1: Constante) Hazen y 
Williams 
Q = α2 x D 2.71x hf 0.57 (α2: Constante) Fair Whipple 
hf = Hf / L (Hf: pérdida de carga por tramo, 
L: Longitud del tramo)
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Presión 
 
En la línea de conducción, la presión representa la cantidad de energía gravitacional 
contenida en el agua. Se determina mediante la ecuación de Bernoulli. 
 
 
Donde: 
Z = Cota de cota respecto a un nivel de 
referencia arbitraria. 
P/ l = Altura de carga de presión “P es la presión y l 
Peso Específico del fluido” (m) 
 
V = Velocidad media del punto considerado (m/s). 
Hf = Es la pérdida de carga que se produce de 1 a 2 
 
 
Si V1 = V2 y como el punto 1 está a presión atmosférica, o sea P1 = 0. 
Entonces: P2/ = Z1 - Z2 – Hf 
 
Combinación de tuberías 
 
Es posible diseñar la línea de conducción mediante la combinación de tuberías, tiene 
la ventaja de optimizar las pérdidas de carga, conseguir presiones dentro de los 
rangos admisibles y disminuir los costos del proyecto. 
 
Se define lo siguiente: 
 
 
Hf = Pérdida de carga total (m). 
L = Longitud total de tubería (m). 
X = Longitud de tubería de diámetro menor (m). 
L-X = Longitud de tubería de diámetro mayor (m). 
hf1 = Pérdida de carga unitaria de la tubería de mayor 
diámetro. 
hf2 = Pérdida de carga unitaria de la tubería de menor 
diámetro. 
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La pérdida de carga total deseada Hf, es la suma de pérdidas de carga 
en los dostramos de tubería. 
 
 Hf = hf2 x X + hf1 x (L-X) 
 
 
Perfiles en U 
 
En zonas donde la topografía obligue el trazo de la línea de conducción con un 
perfil longitudinal en forma de U, las clases de tubería a seleccionarse serán definidas 
de acuerdo a los rangos de servicio que las condiciones de presión hidrostática le 
impongan. 
 
Diseño de la línea de impulsión 
Caudal de diseño 
El caudal de una línea de impulsión será el correspondiente al consumo del máximo 
diario para el periodo de diseño. Tomando en cuenta que no resulta aconsejable ni 
práctico mantener períodos de bombeo de 24 horas diarias, habrá que incrementar 
el caudal de acuerdo a la relación de horas de bombeo, satisfaciendo así las 
necesidades de la población para el día completo. 
 
Caudal de bombeo = Qb = Qmd x 24 / N 
 
 
 
N = Número de Horas de 
Bombeo 
Qmd = Caudal Máximo Diario 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Selección de diámetros 
 
Un procedimiento para la selección del diámetro es usando la fórmula de Bresse. 
 
 
D = K x X 1/4 x Qb 1/2 
 
X = Nº de Horas Bombeo 
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K = 1.3 
D = Diámetro en m 
Qb = Caudal de Bombeo en 
m3/s. 
 
Determinado un D, se escogen dos (2) diámetros comerciales en torno al valor de 
Bresse, con velocidades comprendidas entre 0,6 a 2,0 m/s y se determina las 
pérdidas de carga y potencia de equipo requerido en cada caso. El análisis de 
costos que involucra tuberías, equipo y costos de operación y mantenimiento 
permitirá seleccionar el diámetrode mínimo costo. 
Tuberías 
En forma similar a como se determinó para la línea de conducción por gravedad, 
habrá que determinar las clases de tubería capaces de soportar las presiones de 
servicio y contrarrestar el golpe de ariete. 
Altura dinámica total (Ht) 
El conjunto elevador (motor-bomba) deberá vencer la diferencia de nivel entre el 
pozo o galería filtrante del 
reservorio, más las pérdidas de 
carga en todo el trayecto (pérdida 
por fricción a lo largo de la 
tubería, pérdidas locales debidas 
a las piezas y accesorios) y 
adicionarle la presión de llegada. 
 
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III. CONCLUSIONES: 
➢ Los sistemas de conducción de agua por gravedad son frecuentes alrededor 
del mundo para transportar el agua de un lugar a otro sin uso de bombas ni 
energía externa o adicional. 
➢ Para la conducción de agua en acueductos sencillos se hacen por encima 
del nivel del suelo. 
➢ Para la conducción de agua en tuberías cortas se hacen por encima o por 
debajo de otra estructura; como un canal de agua o un camino de acceso. 
➢ Para la conducción de agua en sinfones sencillos se hacen por encima de un 
obstáculo; como el dique de un estanque. 
➢ Todos los canales deberán diseñarse de manera que tengan la necesaria 
capacidad de conducción de agua. 
➢ Un sistema de bombeo funciona para el abastecimiento de agua potable. 
➢ La diferencia entre un sistema de bombeo excelente o bueno, no está solo 
en la bomba, se encuentra en los detalles del sistema, hay que poner el foco 
en los detalles del diseño, no se trata solamente de mover el agua, se trata 
de hacerlo lo más eficiente posible, a la vez que simplificamos la operación y 
el mantenimiento. 
➢ Los equipos de bombeo suelen tener una larga vida útil, mínimo 25 a 30 años, 
con un mantenimiento normal y sin cambios sustanciales. 
➢ El sistema tradicional de bombeo y el sistema de bombeo con hidroneumático 
nos generan un alto consumo de energía eléctrica y bastante desgaste 
mecánico. 
➢ El sistema de bombeo de agua hacia tanque elevado es el más usado en los 
domicilios familiares, ya que es el más económico y el de fácil instalación. 
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
 
➢ Prudencio, J. (2015). “Modelo de simula de lineas de conduccion e impulsión 
del sistema de abastecimiento de agua potable de la ciudad de cerro de 
Pasco” (Tesis para el titulo, Universidad Nacional Daniel Alcides Carrion). 
Repositorio institucional.Disponible en: 
http://repositorio.undac.edu.pe/bitstream/undac/95/1/T026_43819957_T.pdf 
➢ Abastecimiento de agua. Arocha R. Simón. Caracas 1980. Ediciones Vega s.r.l 
➢ Estaciones de Bombeo, Bombas y Motores utilizados en abastecimiento de 
agua, Ferreccio N. Antonio. Lima, 1985. CEPIS -Programa de Protección de la 
Salud Ambiental. 
➢ Abastecimientos de agua y alcantarillado. Mijares R. Gustavo. 3era Edición, 
Caracas 1980. Ediciones Vega s.r.l. 
http://repositorio.undac.edu.pe/bitstream/undac/95/1/T026_43819957_T.pdf
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ANEXOS: 
 
 
CONDUCCIÓN DE AGUA POR GRAVEDAD 
 
 
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