IX

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERA E. ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL TERCER TRABAJO ESCALONADO

LNEA DE CONDUCCIN

I.- INTRODUCCIN

La lnea de conduccin es un conjunto de tuberas y accesorios que empiezan en el lugar de captacin y terminan en el lugar de regulacin (reservorio).

Esta lnea es parte vital en el sistema de abastecimiento de agua, ya que de un buen diseo depender el costo y eficiencia que tenga el sistema. Debido a la topografa, la lnea de conduccin puede ser por gravedad o por bombeo

Para la instalacin de la lnea de conduccin es necesario hacer varios estudios tanto: econmicos, hidrulicos y de durabilidad de los accesorios y estructuras.

En la actualidad con el avance de la ciencia y las diferentes experiencias realizadas, se puede dar solucin a un mismo problema con diferentes diseos; siendo la primera prioridad del Ingeniero el saber elegir la mejor de las soluciones desde los puntos de vista antes mencionados y sustentarlo con clculos y comprobaciones.

En el presente trabajo, se hace un anlisis de cada tramo siguiendo criterios de orden lgico y razonable para llegar a resultados que sean satisfactorios.

Las caractersticas de la tubera de descarga o lnea de conduccin, son determinadas por prdida de carga, velocidad y viscosidad de lquido.

II.- OBJETIVOS: disear la tubera de conduccin teniendo en cuenta: un dimetro y una clase de tubera.

verificar que las presiones y dimetros cumplen con los mximos de tal manera que no daen las estructuras.

III.- RESUMEN:

La constitucin del presente trabajo es la siguiente: Sistemas de conduccin, equipo de bombeo y almacenamiento, como tal se mostrara la manera de trasladar las aguas para los centros poblados para consumo: basado en conocimientos previos impartidos en clase y por consulta bibliogrfica.

En este trabajo se podr observar que el transporte de las aguas en estudio, se realizo por dos formas: por gravedad y por bombeo, bajo condiciones topogrficas dispuestas; se hace necesario aclarar que la topografa del terreno es supuesta y dada por el ingeniero responsable del curso.

Los mtodos analticos que corresponden a la mecnica de los fluidos han sido seleccionados bibliogrficamente .En general, los dems aspectos fundamentales de la fsica. Se emplea las tcnicas del anlisis matemtico y los resultados experimentales conocidos.

El diseo de la lnea de conduccin se ha hecho de tal manera que resulte ser el mas econmico, en cuanto a construccin y funcionamiento, y que dentro de lo posible sea factible su ejecucin.IV.- REVISIN DE LITERATURA:LNEA DE CONDUCCIN

Existen dos modalidades de transportar el agua

Conduccin por gravedad

Conduccin por bombeo.

A.- CONDUCCIN POR GRAVEDAD

El transporte del agua por gravedad puede efectuarse por dos formas:

Por canales.

tubera forzada.

De estas dos maneras de conduccin, para nuestro caso nos ocuparemos de la conduccin del agua por conductos forzados, que en el presente trabajo tiene las siguientes caractersticas esenciales:

Evitan la contaminacin.

Soluciona problemas de irregularidades en la topografa.

Genera prdidas de carga.

TUBERA FORZADA.Se la conoce tambin como tubera, conducto a presin, tubera a seccin llena, etc.

Las tuberas a utilizar puede ser de diversos materiales, as tenemos: fierro fundido, concreto, acero, PVC y asbesto cemento; cada una de las cuales tiene diferente tiempo de vida til y resistencia.

La conduccin por tubera tiene las siguientes ventajas :

Se adapta fcilmente a la topografa del terreno.

Evita que el agua se contamine.

Una seria desventaja, es que genera fuertes prdidas de carga (locales y por friccin).

Consideraciones de diseo para tuberas.1. Se disea a tubo lleno.

2. Se procura que la longitud de la longitud sea la mnima posible.3. El terreno por donde atraviese debe ofrecer garantas en cuanto a su estabilidad.

4. El costo de tubera, excavacin y colocacin, debe ser el mnimo; la profundidad promedio a colocar de tubera dentro del terreno, ser de 80 cm sobre la clave.

5. Se tendr en cuenta los accesorios de seguridad y proteccin :

Rejilla.

Canastilla de entrada en el conducto, para evitar la entrada de piedras, gravas, ramas, etc.

Vlvulas de aire o ventosas.

Son vlvulas automticas, van ubicadas en las partes altas de la lnea de conduccin, se colocan para eliminar burbujas de aire, ya que una burbuja se acumula en las partes altas de la tubera.

Vlvulas de purga.

Se colocan en las partes bajas de la lnea de conduccin, dicha vlvula se coloca para evacuar los sedimentos acumulados en estos puntos, utilizando la misma fuerza dinmica del flujo y son vlvulas del tipo compuerta.

Vlvula reductora de presin

Sirve para reducir la presin, son automticas y graduables.

Cmara rompe presin

Es un dispositivo pequeo que est en contacto con la presin atmosfrica y permite bajar la presin hasta cero; dicha cmara se utiliza cuando la presin esttica y/o dinmica supera el esfuerzo de trabajo del material de conducto. La CRP tiene dimensiones pequeas, pudiendo aproximadamente tener 0.80 m x 0.80 x 1 m, y debe ser una estructura la ms segura, respecto a posibilidad de contaminacin.

Se tendr en cuenta el material de la tubera, pudiendo ser de asbesto cemento (AC), acero, policloruro de vinilo (PVC), polietileno, fierro fundido (F F) y concreto (C).

Acero.

Son tubos muy pesados, costosos y poco manejables; adems dicha tubera se emplea generalmente para fuertes pases areos de la conduccin. Tiene dimetros de acuerdo al diseo que el proyectista requiera. Generalmente tienen 6 m. de largo.

PVC

Son tuberas muy apropiadas para el abastecimiento de agua potable, por su trabajabilidad, por costo y por su poco peso, siempre y cuando se las utilice empotradas. Tiene dimetros comerciales de 2", 2", 3", 4", 6", 8", 10", ... Generalmente tienen 5 m. de largo.

6. Clculo hidrulico.

Para esto se ha tenido en cuenta las recomendaciones:

Para poblaciones urbanas, cuando la poblacin es menor de 2000 personas su dimetro mnimo es de 2".

Para zonas rurales se recomienda un dimetro mnimo de 1".

Determinar si la tubera es corta o larga :

Se procede a comprobar de la siguiente manera:L/D > 2000 (Tubera larga).

L/D < 2000 (Tubera corta).

Si una tubera es larga, se obvia las prdidas de carga locales y se toma en cuenta solamente las prdidas de carga por friccin. Si es corta, hay que calcular todas las prdidas de carga (locales y por friccin).

Para la determinacin de la prdida de carga por friccin es suficiente aplicar la frmula de Hazen Williams; pero eso no implica que se pueda calcular tambin aplicando la frmula de Darcy.Donde:

L: Longitud de la tubera.

hf: Prdida de carga por friccin

s: Pendiente hidrulica

Q: Caudal mximo diario

D: Dimetro de la tubera

C: Coeficiente de Hazzen Williamns; depende del tipo de material

Material

C

Fierro Fundido

Concreto

Acero

Asbesto cemento

P.V.C.100

110

120

140

140

Los valores de C presentados son para tuberas nuevas; para tuberas usadas, el valor de C es menor que el indicado. Las velocidades permisibles mximas y mnimas son:

MaterialMnima (m/seg)Mxima (m/seg)

Concreto

Fierro Fundido, Acero, PVC, Asbesto cemento0.6

0.63

5

La lnea piezomtrica debe tener un valor de presin mnima de 1m (para evitar la posibilidad del fenmeno de cavitacin), su mximo debe tener el permisible por la capacidad soportable del conducto.

La presin va de acuerdo a la clase de tubera (resistencia interna)

Existen tuberas clase: 5, 7.5, 10, 15 (Kg/cm2).

La llegada al reservorio debe ser con una presin mnima de cero cuando llega a la parte superior y cuando llega a la parte interior del mismo, la presin puede variar de 3 - 5 m.c.a.

En conclusin.

Las Lneas de Conduccin son generalmente largas en consecuencia las prdidas de carga son muy grandes comparadas con las prdidas locales. Adems la energa cintica es pequea puesto que la velocidad del agua tambin es pequea.B.-CONDUCCIN POR BOMBEO

CAUDAL DE DISEO:El caudal de diseo una lnea de conduccin por bombeo ser el correspondiente al consumo mximo diario para el periodo de diseo.

Considerando que no resulta aconsejable ni prctico mantener periodos de bombeo de 24 horas diarias, habr que incrementar el gasto de bombeo de acuerdo a la relacin de horas de bombeo, satisfaciendo as las necesidades de la poblacin en las 24 horas.

Por tanto:

Caudal de bombeo=Qb Qdiseo * (24/N)

Caudal de diseo =Caudal mximo diario

N

=Nmero de horas de bombeo

Generalmente se usa un valor para N no mayor de 16 horas.

Seleccin del Dimetro:Las prdidas de carga aumentarn de acuerdo al aumento del gasto y consecuentemente se incrementarn los costos de operacin y mantenimiento de la estacin de bombeo (gasto variable). Como quiera que la solucin a adoptar ser aquella que satisfaciendo criterios tcnicos, resulte lo ms econmica posible.

Se deber tener en cuenta el criterio de dimetro econmico y hacer un predimensionamiento en base a las frmulas de Bresse.

Carga Dinmica Total:Definida por la altura de succin, prdidas de carga del lado de la succin, ms altura de impulsin, incluyendo las prdidas de carga por friccin y por turbulencia.Clculo por golpe de ariete:

Se disear por golpe de ariete con:

L > aT / 2

(

Impulsin larga, ALLIEVI

L < aT / 2

(

Impulsin corta, MICHAUD

Donde:

T:Mediante la frmula de MENDILUCE

T = 1 + (KLV) / (gH)

MICHAUD:

Pg = 2LV / gT

ALLIEVI :

Pg = aV / g

Clase de tubera de aduccin = Pest. + Pg.V.- CLCULOS Y RESULTADOS: (EXEL)VI.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. el diseo de tuberas es indispensable puesto que ellas no solo son medio de transporte de agua, sino que su buen diseo y correcto uso repercutir en la poblacin y todo un conjunto de trabajo.

2. las tuberas de dimetros menores presentan mayores perdidas de carga que en las tuberas de dimetro mayores.

3. al utilizar tuberas de clase diferente se hace ventajosa, cuando el terreno es muy accidentado.

4. los dimetros de las tuberas cumplen con las velocidades mnima y mxima.

5. 5 se recomienda trazar en lo posible una lnea de conduccin por gravedad nicamente, ya que resulta ser ms econmica.

6. se recomienda utilizar vlvulas de purga para hacer limpieza de sedimentos acumulados en la parte baja.

7. se recomienda ubicar ventosas en los puntos altos para evitar el fenmeno de cavitacin.

8. es recomendable llegar al reservorio con una presin de 3 a 5 m.c.a. si llega por abajo no es muy favorable.

9. colocar tubera a 0.80m por debajo del terreno y medida sobre la clave, como mnimo.

VII.- BIBLIOGRAFA.

1.- DISEO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADO (Ricardo Alfredo Lpez Cualla)

2.- APUNTES DE CLASE DE LA ASIGNATURA.

3.- SEPARATA DEL CURSO.

ALMACENAMIENTO

I.- INTRODUCCIN.

Los proyectos de abastecimiento de agua, riego o hidroelctricos que extraen directamente el agua de una corriente, no pueden ser capaces de satisfacer las demandas de sus consumidores o usuarios durante los escurrimientos extremadamente bajos. La corriente que puede no llevar agua, o bien, tener escurrimientos muy pequeos durante ciertas partes del ao, con frecuencia se vuelve un impetuoso torrente despus de lluvias fuertes y, entonces, constituye un peligro a todas las actividades a lo largo de sus mrgenes.

Un vaso de almacenamiento o de conservacin, puede retener ese exceso de agua en los perodos de altos escurrimientos para su utilizacin durante los perodos de sequa. Adems de conservar el agua para uso posterior, el almacenamiento del agua de avenidas tambin puede reducir el dao de inundaciones aguas abajo del vaso.

Debido al ritmo variable de la demanda del agua durante el da, muchas ciudades y Centros urbanos encuentran necesario tener vasos de distribucin dentro de su sistema de abastecimiento de agua. Estos vasos permiten el tratamiento del agua o el funcionamiento de plantas de bombeo para hacer una operacin con un ritmo razonablemente uniforme, as como tambin para proporcionar el agua desde el almacenamiento cuando la demanda supere o exceda a este ritmo. Cualquiera que sea la capacidad de un vaso o el uso final del agua, la funcin principal de un almacenamiento es estabilizar el escurrimiento del agua, ya sea regulando un establecimiento variable en una corriente natural o mediante la satisfaccin de una demanda variable para los consumidores finales.II.- OBJETIVO. dimensionar y disear el tanque de almacenamiento de tal manera lograr un suministro de agua adecuadoIII.- REVISIN DE LITERATURAESTANQUES DE ALMACENAMIENTO.

Los estanques de almacenamiento juegan un papel bsico para el diseo del sistema de distribucin de agua, tanto desde el punto de vista econmico. as como por su importancia en el funcionamiento hidrulico del sistema y en mantenimiento de un servicio eficiente.

SISTEMA DE REGULACIN.

Se llama depsito de regulacin, reservorio, estanque o vaso de almacenamiento a la estructura que almacena un volumen de agua capaz de equilibrar el suministro de agua para los diversos usos (consumo, reserva contra incendios) y que garantice un servicio continuo sin interrupciones.

Se contempla obras de regulacin en todo proyecto de abastecimiento de agua potable. Los fines que cumplen estas obras se las puede resumir en :

1. Realizan un trabajo eficaz de interrelacin entre dos regmenes : el uniforme, proporcionado por los aportes de agua (manantiales, pozos, ros, etc) y el variable, originado por la distribucin.

2. Almacena el agua, durante los perodos en que el consumo es inferior al caudal de aporte y lo restituye en el caso que se uniformice dichos caudales, cumpliendo de esta manera la funcin de distribucin es decir compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el da.

3. Permite responder momentneamente a las necesidades de consumo cuando por efectos de reparacin o conservacin de las estructuras, anteriores al reservorio, interrumpen el aporte requerido en el reservorio es decir mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones de emergencia tales como incendios e interrupciones por daos de tuberas de aduccin o de estaciones de bombeo.

4. Mantener las presiones de servicio en la red de distribucin.

TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO O RESERVORIOS.

Los podemos clasificar de acuerdo a los siguientes criterios:POR SU FUNCIN.Se presentan los siguientes tipos:Reservorio de Cabecera.

Es aquel cuyo abastecimiento de agua es directo de la Captacin y/o de la Planta de Tratamiento, para luego suministrar a la red. Este abastecimiento al Reservorio puede ser por gravedad o bombeo. Este tipo de reservorio es lo comn en un sistema de abastecimiento de agua. Como ejemplo tenemos al reservorio R1 (Santa Apolonia) y R2 (San Ramn) que abastecen a la ciudad de Cajamarca.

Reservorio Flotante

Es un tpico regulador de presiones, se caracteriza por que se abastecen de agua mediante otro reservorio por bombeo o gravedad. Cuando la presin en la poblacin es alta, es decir la produccin es mayor que el consumo, el reservorio se llena, y al contrario, cuando el consumo sobre pasa el rendimiento de la fuente, el agua del reservorio desciende para sumarse a la del abastecimiento, mantenindose as casi constante la presin o la carga en la ciudad o zona servida por el reservorio. Como ejemplo tenemos en Cajamarca al reservorio R3 (San Vicente) que se abastece de agua del R1, para luego suministra agua a la red.

POR EL MATERIAL.Los podemos agrupar en los siguientes :

Mampostera.

Madera.

Concreto.

Metlicos.

Nos abocaremos al estudio de los depsitos de concreto armado y metlicos.

Tanques de Almacenamiento de Concreto Armado.Por razones de corrosividad sobre todo en zonas cercanas a la costa puede resultar aconsejable la utilizacin de estructuras de este material, cuya resistencia y comportamiento ante tales agresividades, se hace a largo plazo mas econmicos por requerirse un mantenimiento menos oneroso.Tanques de Almacenamiento Metlicos.Generalmente son tanques elevados, utilizados principalmente en instalaciones industriales y estaciones ferroviarias.

Estos depsitos son generalmente de acero y precisan continuos trabajos de mantenimiento, por ejemplo, renovacin de pintura, etc.

La ductilidad del material permite el aprovechamiento de la forma circular, con lo que se logra la mejor absorcin de esfuerzos por el material.

En las instalaciones industriales se montan con frecuencia los depsitos de agua sobre estructuras en forma de chimenea.POR LA FORMA.La forma no es un parmetro importante de diseo, sin embargo razones ornamentales y en ocasiones econmicas pueden incidir para realizar estudios analticos tendientes a lograr formas que determinen el mejor aprovechamiento de los materiales y la mxima economa. Dentro de las principales formas tenemos:

- Esfrica.

- Cilndrica.

- Paraleleppedo.

Dimensiones.

Dependiendo de la capacidad requerida, el estanque puede dividirse en comportamientos o celdas, aunque generalmente los tanques deseados se construyen en una sola celda y su dimensionado persigue la mayor economa.

Determina la capacidad, se selecciona la altura del cuerpo del estanque, tomando en cuenta la mejor relacin h/L o h/D considerando que alturas exageras exigirn mayores espesores por razones de empuje de agua y posiblemente costos tambin mayores.POR SU POSICIN.Los reservorios por su posicin pueden ser :

- Enterrados o Subterrneos.

- Semi-enterrados.

- Apoyados.

- Elevados.

CAPACIDAD.

Es funcin de varios factores a considerar:

A) Compensacin de las variaciones horarias

B) Emergencias para incendios

C) Provisin de reserva para cubrir daos e interrupciones en la aduccin o en las bombas.

D) Funcionamiento como parte del sistema.

VOLUMEN DE EQUILIBRIO. (Compensacin de las variaciones horarias).

El reservorio debe permitir que las demandas mximas que se producen en los consumos sean satisfechas a cabalidad, al igual que cualquier variacin en los consumos registrados para las 24 hrs del da. La capacidad requerida para compensar esas variaciones en los consumos estar basada en la curva representativa de las demandas durante las 24 hrs. del da y en la condicin de conduccin de agua del estanque, de forma tal que se produzca un equilibrio entre los caudales de llegada y salida que garanticen un servicio continuo y eficiente. Se tendr en cuenta para el clculo de la Capacidad de un reservorio el tipo del sistema de aportacin del agua; es decir, si es por Gravedad o por Bombeo.

Por GravedadEl caso ms sencillo un sistema totalmente por gravedad se muestra en la figura 01 que representa la Curva de Variaciones horarias de un da tpico y que nos permite construir la figura 02 representativa de los Consumos Acumulados (CURVA MASA). Analizando la figura 02, la recta OA representar un gasto promedio del da de Consumo Mximo Diario, y las tangentes a la curva paralelas a OA, determinarn los puntos de tangencia a cuyas horas de consumo de la poblacin es igual al gasto de llegada al estanque a travs de la lnea de aduccin. Adems desde la hora 0 (cero) hasta la hora del primero punto de tangencia B el agua que llega al estanque en cantidad mayor que la consumida permite que la diferencia se almacene (definiendo una primer ordenada BB') o volumen de almacenamiento requerido para satisfacer la demanda hasta la hora definida por el punto B (cuando todo el almacenado a sido consumido).

A partir de B la demanda contina ahora a una rata mayor que la rata de suministro, hasta el segundo punto de tangencia C y por tanto esa ordenada (CC') constituir otro volumen que debe haber sido almacenado para suplirlo y superar el dficit.

Por lo tanto, la capacidad requerida del estanque ser la suma de las dos ordenadas: BB' + CC' la cual compensara las variaciones del consumo.

Nota:Para la determinacin de la capacidad necesaria de un reservorio bastara analizar la curva de consumos acumulados del da de mximo consumo.

Por Bombeo.Cuando se trata de reservorios que son suplidos por lneas de bombeo, la capacidad podr determinarse en forma similar, slo que ella estar determinada por el: tipo de bombeo y por el perodo de bombeo. Es decir, a mayor tiempo de bombeo, menor capacidad del reservorio y viceversa, pero tambin existirn diferencias para un mismo tiempo de bombeo en funcin del horario o perodos que se seleccionan.

VOLUMEN DE RESERVA.Ante la eventualidad de que en la lnea de aduccin puedan ocurrir daos que mantendran una situacin de dficit en el suministro de agua, mientras se hacen las reparaciones pertinentes, es aconsejable un volumen adicional que d oportunidad a restablecer la conduccin de agua hasta el estanque. En tal caso puede estimarse un perodo de interrupcin de 4 hrs y el gasto medio de consumo para la determinacin de sta capacidad, siendo tambin recomendable para nuestro medio un volumen de reserva del 5 al 10%, del volumen de total.

Nada de lo mencionado anteriormente escapa al buen criterio de diseo y a la experiencia del proyectista.

VOLUMEN TOTAL.Es el volumen de DISEO que resulta de sumar el volumen de equilibrio ms el volumen contra incendios ms el volumen de reserva.

NOTA: Para el presente trabajo se hace la aclaracin que el diseo de la lnea de conduccin es por gravedad y el diseo del sistema de almacenamiento es por bombeo.IV.- CLCULOS Y RESULTADOS (EXEL)V.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES1. al colocar en el reservorio un bay pass diferente, se solucionara el problema de carga esttica.

2. se aprecia que para diferente horas de trabajo y diferentes horas de inicio se va encontrar volmenes de equilibrio diferentes de los cuales se va tomar el menor valor.

3.- se recomienda llegar al reservorio con una presin de 3 a 5 m,c.a.

4.-para poblados mayores de 10000 habitantes, hay que prever un volumen contra incendios, pero par una ciudad menor de 10000 hay que prever casos especiales tal como futuras fabricas.

5.-las dimensiones del reservorio estn de acuerdo a la zona donde se ubicara.

VI.- BIBLIOGRAFA.1.- DISEO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADO (Ricardo Alfredo Lpez Cualla)

2.- APUNTES DE CLASE DE LA ASIGNATURA.

3.- SEPARATA DEL CURSO.

RED DE DISTRIBUCIN DE AGUA

I.- INTRODUCCIN:

Una vez hecho el estudio de campo y definidas tentativamente las estructuras que han de constituir el sistema de abastecimiento se proceder al estudio de la red de distribucin.

El sistema de distribucin est constituido por tuberas y cadenamientos especiales, y otras instalaciones que fueran necesarias para asegurar el buen abastecimiento de agua potable.

Para la ejecucin del proyecto, es imprescindible haber definido la fuente de abastecimiento y la ubicacin del reservorio, adems, se debe contar con un plano topogrfico en el cual estn ubicadas las manzanas y cotas respectivas de una ciudad.

El caudal que pasar por cada tubera, se tomar del consumo mximo horario, por ser el caso ms desfavorable (mediante el uso de los factores k2 y k3) ms el volumen contra incendios dependiendo de la ciudad.

Las presiones en la Red debern fluctuar entre la mnima (20 a25 m) para que sea capaz de llevar agua al interior de la vivienda y la presin mxima (40 m)para que no ocurran daos en las conexiones y el servicio ocurra sin inconvenientes. Para lograr disminuir las presiones se hace uso de las vlvulas reductoras de presin o tanquillas rompepresin a fin de mantener las presiones dentro de los lmites mximos tolerables.

La red proyectada, estar justificada desde el punto de vista econmico y funcional.

II.- OBJETIVOS:

Realizar el planeamiento urbano en la zona destinada, adecundolo a su topografa y cumpliendo los requerimientos del Reglamento Nacional de Construcciones.

Trazar las redes principales de distribucin de agua y analizar las presiones y velocidades en cada tramo, de tal manera que se cumplan las condiciones establecidas.

Realizar el trazo de las redes secundarias y de relleno.

III. REVISIN BIBLIOGRFICA:

TIPOS DE REDES

El tipo de red de distribucin estar determinado por la topografa, la vialidad y la ubicacin de las fuentes de abastecimiento.

1. RED RAMIFICADA: (ABIERTA)

Est compuesta por una tubera principal, desde la cual parten ramales secundarios y de esta a la vez parten otros ramales cada vez menores de caractersticas del flujo, en este tipo es que cada punto de la red puede recibir agua solamente un lado, esto permite que en caso de ruptura queda desabastecida.

Otra de las desventajas de esta red, es que en las tuberas cercanas de los extremos, el agua permanece retenida, cuyo estancamiento hace peligrar la potabilidad.

Estas redes se recomiendan cuando la topografa es tal que dificulta o no permite la interconexin entre ramales, tambin puede originarse por el desarrollo lineal a lo largo de una va principal o cuando existe la posibilidad de unir extremos de la tubera y convertir de este modo en una red mallada. Tratndose de poblaciones pequeas, este tipo es el que mayores ventajas ofrece desde el punto de vista econmico y se los adopta porque en los extremos faltan calles (extremos de las tuberas), que posteriormente se puede unir por tuberas de enlace, se los acepta por las escasos recursos de las poblaciones pequeas que no les permite la construccin de tuberas que no van a funcionar econmicamente.

2. RED MALLADA: (CERRADA)

En este sistema los extremos de las tuberas se unen entre s y de este modo cada punto de la red puede recibir agua por dos lados. En caso de ruptura de las tuberas es preciso aislar el tramo respectivo y todas las tuberas restantes reciben el flujo por lo menos en forma provisional con las dems tuberas.

El trazado de las tuberas principales est supeditada a la ubicacin por donde entra la tubera de aduccin o alimentacin a la poblacin y tambin depende las rasantes de las calles a abastecer. Debe tenerse presente que el agua al llegar al punto ms desfavorable de la red, siguiendo el trayecto ms corto y preferentemente en terrenos ondulados, las tuberas principales deben ubicarse en las lneas ms altas. Tambin influye en el trazado de la red de ubicacin del reservorio.

El dimensionamiento de esta red trata de encontrar los gastos de circulacin de cada tramo, para lo cual nos apoyamos en algunas hiptesis estimativas de los gastos en los nudos.

En ciudades carentes de plano Regulador, la estimacin de los gastos Medios de Consumo se har en funcin del crecimiento poblacional para el perodo de diseo considerado. Deber tomarse en cuenta las caractersticas de las viviendas, las densidades de la poblacin y la posibilidad de desarrollo o de expansin futura hacia alguna zona en especial.

Resulta ventajoso dividir las zonas tratando de que reunir aquellas de caractersticas similares.

ASIGNACIN DE LOS GASTOS EN LOS TRAMOS QUE CONSTITUYEN LAS MALLAS:

Para el dimensionamiento de una red mallada tratamos de encontrar los gastos de circulacin para cada tramo, basndonos en algunos hiptesis de clculo tendientes a determinar los gastos por cada nodo.

Diversos mtodos se han seguido para esta determinacin, entre los cuales los ms generalizados son:

Mtodo de las reas o de las MediatricesSe trata de determinar el gasto o consumo medio para toda la zona a proyectar y las zonas de influencia de cada nodo a fin de determinar una demanda unitaria.

Se enumeran los nodos que conforman la malla y se determinan las reas de influencia de cada nudo, trazando las mediatrices de los tramos.

Mtodo de la bisectrizEl rea de influencia de cada nodo est dada por el polgono que forman las bisectrices del ngulo interior de cada dos tramos concecutivos.

SELECCIN DEL TIPO DE DISTRIBUCIN

De acuerdo con las condiciones topogrficas, la ubicacin

de la fuente respecto ala red y al estanque, motivar diversas formas de suministro de agua a la red de abastecimiento, plantendose varias posibilidades a saber

Sistema por gravedad

Bombeo directo al estanque y suministro por gravedad

Bombeo contra la red

Indudablemente que siempre que ello sea posible, la seleccin de un sistema totalmente por gravedad ser la solucin ms conveniente. En este caso, deber contemplarse la solucin mediante una o ms redes que separadas por estanques u otro dispositivo mantenga las presiones dentro de los lmites normales.

CONDICIONES DE DISE:

El clculo hidrulico de la red se hace con el caudal mximo horario, el mismo que hay que repartirlo en todas la tuberas de la misma. En esta reparticin se emplean varios mtodos, el mtodo ms efectivo consiste en dividir las poblacin en varios sectores, para cada uno de ellos se determina el nmero de habitantes, valindose de los datos de densidad futura y actual, zonificando la cantidad de rea a que pertenece cada sector en determinado punto o nudo, teniendo en cuenta la topografa y la economa.Si en algn punto de la red se requiere mucho agua tal como ocurre por ejemplo en una industria, este gasto debe tomarse por separado y ser considerado especialmente en el clculo de la red.

En las ciudades importantes (grandes), las tuberas deben disearse para caudal mximo diario ms caudal contra incendio o el caudal mximo horario (el mayor de lo dos) porque se ha demostrado en el caso de ocurrencia de incendio la gente abandona sus tareas caseras.

En todos los puntos de la red las provisiones deben ser tales que en los momentos de mximo consumo satisfagan adems para un periodo regular de incendio sin necesidad de sistemas de bombeo.

Las tuberas se calculan en general con un gasto constante en toda su longitud aunque en realidad el agua va consumindose a lo largo de ella por lo que el gasto va disminuyndo aguas abajo.

Nota:

Para Poblacin > 10000 Hab.Qd = Qmx.hor.+Qci

Para Poblacin < 10000 Hab.Qd = Q mx.horario

RED DE DISTRIBUCIN:

SISTEMA DE DISTRIBUCIN:

1. Lnea de Aduccin:

Tramo de tubera, conduce el agua desde el reservorio hasta el punto de ingreso de la red de distribucin.

En el caso de que la presin exceda de 50 m.c.a, la tubera es de clase 5, se debe colocar cmara Rompe presin aguas abajo del reservorio, para que la tubera no falle, al ser excedido su esfuerzo de trabajo.

Tambin se tendr en cuenta el fenmeno del golpe de ariete, ya que la sobrepresin puede tener efectos que hagan fallar la tubera.

2. Red de Distribucin:

Para nuestro caso se usar el tipo malla por ser el ms adecuado frente al sistema ramificado. Luego, la red de distribucin comprende:

Tuberas troncales:Conforman la red principal de distribucin y forma circuitos cerrados.

Tuberas Secundaras:O de servicios, tuberas conectadas a las que sirven para establecer de agua a la totalidad de poblacin.

Accesorios a Utilizar:Cruces, tres, codos, reducciones, tapones; adems se usar vlvulas de compuertas cuando se deber interrumpir el flujo, en determinadas zonas, para hacer reparaciones o nueva conexin u otros motivos. Las vlvulas de compuerta estarn espaciados 500 m en la red troncal y sern ubicados segn el sentido del flujo.

Tuberas:Estas se ubicarn a una profundidad mnima de 0.80 m sobre la clave de la tubera y a una distancia no menor de 2.50 m de la tubera de desage y 0.25 m sobre la misma (tubera de desage).

Conexiones:Tramo de tubera, comprendido entre la matriz principal o de la tubera de servicio o secundara y la ubicacin del medidor en domicilio.

REDES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

PERDIDA DE CARGA:Entre dos puntos de un tramo de tubera que est operando a tubo lleno, podemos plantear la ecuacin de Bernoulli.

En donde Z representa la cota del punto respecto a un nivel de referencia arbitrario, P/( es la altura o carga de presin (P es la presin y ( el peso especfico del fluido que pasa por l), V es la velocidad media en el punto considerado y hf es la prdida de carga y se produce en el tramo 1 a 2.

Entendemos por prdidas de carga al gasto de energa necesaria para vencer la resistencia que se opone al movimiento del fluido de un punto a otro de una seccin de tubera.

1. Lineales o de Friccin:

Ocasionadas por las fuerzas de rozamiento en la superficies de contacto entre el fluido y la tubera.

2. Singulares o Locales:

Producidas por las deformaciones del flujo, cambios en su movimiento y velocidad (estrechamiento o ensanchamiento brusco de la seccin, contorno de las vlvulas, grifos, compuertas, codos, etc.)

Cuando las prdidas locales son ms de un 5% al 10% de las pendientes por friccin, la tubera se denomina corta. Su diseo se realiza considerando las influencias de stas prdidas.

Se denomina tubera larga a aquella en donde las prdidas locales son menores de un 5% a 10% de las prdidas por friccin. Su clculo puede realizarse sin considerar las influencias de las prdidas locales.

En esta caso podemos situar a las tuberas de abastecimiento en las redes de distribucin.

CONSIDERACIONES COMPLEMENTARIAS DE ORDEN PRCTICO PARA EL DISEO DE LAS REDES DE DISTRIBUCIN

Disposin de tuberas

Las tuberas de distribucin deben proyectarse para todas las calles a las que den frentre a una o ms parcelas y procurando siempres formar mallas.

Las tuberas irn colocadas en el lado de la calle que tengan el mayor nmero de conexiones, dejando el centro de la calle para las cloacas.

Llaves

En las tuberas e distribucin deben colocarse suficientes llaves de manera de aislar no ms de 350 m, cerrando un mximo de cuatro llaves o de que slo queden dos cuadras sin servico (normas INOS).

Hidrantes

Se espaciarn a 200 m para zonas residenciales o comerciales con menos del 120% de construccin.

Se espaciarn a 100 m para zonas industriales o comerciales con ms del 120% de construccin.

Anclajes

Dado que la magnitud de las presiones en la red de distribucin es relativamente baja, los anclajes no precisan de clculos individuales y se pueden hacer uso de cuadros

IV.- .METODOLOGA

Primeramente se ubico el reservorio en la parte ms elevada de manera que el sistema de distribucin sea totalmente por gravedad.

Para calcular el rea de influencia de cada nodo se emple el mtodo de las mediatrices es decir en cada tramo entre nodos se trazaron mediatrices hasta formar reas cerradas de las cuales se calcularon sus reas.

Seguidamente se procedi a obtener los siguientes datos para el circuito que nos servir para ingresar al programa Loop.

Longitud de los tramos: medida directamente del plano.

Cotas de los Nodos y Reservorio)

Caudal de salida por cada Nodo: Con los datos ingresados se obtiene los resultados de la velociad , prdidad de carga en metros de cada tramo y las presiones en los nodos.

V.- .CLCULOS Y RESULTADOS (EXEL)VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. Las tuberas de distribucin deben proyectarse para todas las calles a las que den frentre a una o ms parcelas y formando mallas.

2. Las tuberas irn clocadas en el lado de la calle que tengan el mayor nmero de conexiones, dejando el centro de la calle para las cloacas.

3. Colocar vlvulas para aislar hasta 350 m, en caso de interrupcin, cerrando un mximo de cuatro llaves o dejando sin servico solamente a dos cuadras.

4. Colocar Hidrantes cada 200 m como mximo y en cerca a lugares de concurrencia pblica.

5. Las Velocidades en todos los tramos de la red deben encontrarse entre los valores:

0.6 m/s < V < 5 m/s

6. Las sobrepresiones dinmicas tambin deben encuentrarse dentro de los lmites permisibles.

15 mca < P < 50 mca (para tubera PVC clase 5)

VII.- .BIBLIOGRAFA

ABASTECIMIENTO DE AGUA, S AROCHA , CARACAS VENEZUELA, NOV 1997. REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES. SEPARATAS DEL CURSO. APUNTES DE CLASE

ESQUEMA DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

TIPOS DE CAPTACIN Y CONDUCCIN EN SISTEMAS PRINCIPALES

OBRAS HIDRULICAS a. clasificacin1. obras de conduccin 1 obras de

2. obras de retencin o almacenamiento temporal 2encion o o

b. ensayos de laboratorio. e laboratorio

c. operacin y mantenimiento n y mantenimiento ALCANCES- La ingeniera de los hidrulicos, a travs de las obras hidrulicas que concibe y Realiza es la rama de la ingeniera que tiene mayor influencia sobre la salud, el bienestar y la seguridad del genero humano y la seguridad del genero humano.

- Los proyectos tienen el compromiso de proponer y realizar las obras que permitan garantizar la supervivencia de las futuras i generaciones. de

A.1. OBRAS DE CONDUCCIN

- Estos tipos de obras permiten transportar y/o E conducir el agua de un lugar a otro.

-- -Se clasifican de acuerdo a la forma de Transportar el flujo en:

a. a. Transporte con flujo libre Transporte con flujo libre

b. b. Transporte con flujo a presin flujo a presin

TRANSPORTE CON FLUJO LIBRE TRANSPORTE CON FLUJO A PRESIN

A.2. OBRAS DE RETENCIN O ALMACENAMIENTO TEMPORAL

- La necesidad de este tipo de obras se debe a la e variabilidad estacional que se presenta en la v fuente hidricatque contrastan con la demanda casi uniforme de la poblacion en un ao pero fluctuante en el da y que, por otro lado, no es coincidente con la demanda agrcola. - Los volmenes a guardar para el caso de la demanda anual o estacional son mucho mayores que en el caso de la demanda diaria.

- Las obras que b atienden este tipo a de necesidad son construidas de material diverso y de muy variados tamaos material de tienden ras que

B. ENSAYOS DE LABORATORIO

- El tiempo, aparte del sistema de coordenadas o espaciales, es una variable que debe ser, considerada debido a que el agua es un elemento esencialmente mvil. ser

d- Los ensayos y el modelado se tornan indispensables cuando existe un transporte de slidos: erosin, sedimentacin, purga de desarenadotes colmatacion de embalses, etc., etc.

- El modelo cumple una funcin didctica al permitir visualizar los sistemas hidrulicos y ponderar la interaccin con la realidad.

MODELO FSICO / NUMRICO DE UN DESARENADOR

C.- OPERACIN Y MANTENIMIENTO

- La ingeniera crea obras artificiales que son afectadas por el tiempo.

- Los elementos estructurales y mecanismos estn diseados para comportarse adecuadamente y funcionar adecuadamente cuando las exigencias se encuentran dentro de los alcances del diseo. El factor de seguridad reduce la posibilidad de falla cuando se sobrepasan los lmites establecidos.

- Para contrarrestar los efectos negativos causados por el tiempo o condiciones inadecuadas se desarrolla y aplica un correcto y adecuad programa de mantenimiento.

- La confianza en una obra de ingeniera civil no puede descansar nicamente en un buen diseo y en una construccin adecuada sino tambin, en la aplicacin estricta de un programa de operacin y mantenimiento.

LNEA DE CONDUCCIN

Se denominan obras de conduccin a las estructuras que transportan el agua desde la captacin hasta la planta de tratamiento o a un reservorio. Esta se pueden realizar por:

1. CONDUCCIN POR GRAVEDAD

2. CANAL: La velocidad no debe ocasionar depsitos ni erosiones. Los canales deben ser revestidos y techados.

TUBERA: La velocidad mnima se adoptar de acuerdo al material en suspensin pero en ningn ser menor a 0.60 m/s.

La velocidad mxima admisible ser:

Tubos de concreto( 3 m/s

Tubos de asbesto-cemento, acero, PVC ( 5 m/s

Cuando la tubera trabaja como canal se recomiendan los siguientes valores de n de R. Manning:

Asbesto-cemento, PVC ( 0.010

Fierro fundido y concreto ( 0.015

3. CONDUCCIN POR BOMBEO

El dimensionamiento se har de acuerdo al criterio del dimetro econmico.

Se deben instalar dispositivos de proteccin contra golpe de ariete, as como vlvulas de aire, vlvulas de purga,

Los equipos de bombeo deben ser dobles para garantizar el servicio contino.

LNEA DE CONDUCCIN POR GRAVEDAD CASO DE TUBERA

1. CRITERIOS DE DISEO

1.1 carga disponible

1.2 caudal de diseo

1.3 clase de la tubera

1.4 dimetros1.5 estructuras 1.5 1.5.a Vlvulas de aire

1.5.b Vlvulas de purga

1.5.c Cmaras rompe-presin

2. LNEA DE GRADIENTE HIDRULICO

3. perdida de carga

3.1 perdida de carga unitaria

3.2 perdida de carga por tramo

4. presin y cota piezometrica

5. combinacin de tuberas

5.1 diseo de una lnea de conduccin

6. perfiles en U o tipo sifn invertido

7. acueductos

8. diseo de una cmara rompe-presin

9. golpe de ariete

1. CRITERIOS DE DISEO - En un sistema de abastecimiento de agua potable por gravedad, la L. de C. esta constituido por un conjunto de tuberas, vlvulas, accesorios, estructuras y obras de arte encargadas del transporte del agua desde la captacin

hasta el reservorio.

- Estas tuberas normalmente siguen el perfil del terreno y en ocasiones la topografa condiciona la implementacin de acueductos, sifones invertidos, tneles. siendo las consideraciones econmicas un factor para la seleccin de la mejor alternativa

- La L. de C. se disea utilizando el mximo de la energa disponible para conducir el caudal deseado, seleccionando el menor dimetro que permita presiones iguales o menores a la resistencia fsica que el material de la tubera puede soportar.

1.1 CARGA DISPONIBLEEs la diferencia de elevacin entre la estructura u obra de captacin y el reservorio.

1.2 CAUDAL DE DISEO

Se dimensiona para conducir el Caudal Mximo Diario (Qmd):

Donde:

1.3 SELECCIN DE LA TUBERA

Se realiza de acuerdo a diversos criterios:

A. TIPO DEL MATERIAL DE LA TUBERA

- Fibrocemento

- Fundicin

- Hormign

- Plastico

- Termoplstico

PVC

Polietileno de alta y baja densidad

- Termoestables

Polister

Polister revestido con fibra de vidrio

- acero

B. CALIDAD DEL AGUA

- ACIDA: pH < 7 aguas corrosivas

- NEUTRA: 6 < pH < 8 agua potable

- BASICA ALCALINA : pH > 7 agua difcil de tratar

C. RESISTENCIA MECNICA DEL MATERIAL

- La resistencia de la tubera a la presin del fluido se denomina clase de la tubera.

- Las distintas clases de tuberas a seleccionar para la L. de C. son funcin de la mxime presin que puede presentarse en la lnea de carga, eventualmente se pueden generar sobre presiones inducidas por el fenmeno de golpe de ariete.

- La presin mxima no ocurre en condiciones de operacin sino cuando se presenta la carga esttica al estar cerrada la vlvula de control de la tubera. Un cierre o apertura abrupta de la vlvula induce ondas de sobre presin que deben evaluarse

- Las tuberas de PVC son cada vez ms usadas en poblaciones rurales y en mayores. Estas tuberas tienen la ventaja con respecto a otras en que el material es ms econmico, flexible, durable, anticorrosivo, de poco peso y fcil transporte e instalacin, adems se fabrican en dimetros menores de 2 disponibles en el mercado.

- En la tabla siguiente se presentan los tipos de clase de una tubera.

- La caracterizacin de los diversos materiales usadosen la fabricacin de tuberas as como los ensayos de aceptacin han sido elaboradas por SENCICO, pudindose adems consultar en la web de INDECOPI.

SELECCIN DE LA CLASE DE TUBERA PARA LAS PRESIONES MXIMAS DE TRABAJO

1.4 DIMETROS En la determinacin del dimetro comercial se consideran diferentes soluciones y se evalan diversas alternativas desde el punto de vista econmico. Considerando el mximo desnivel en toda la longitud del tramo, el dimetro seleccionado deber tener la capacidad de transportar el caudal de diseo con velocidades entre 0.6 a 3.0 m/s (ver Tabla de RICHTER,reglamentos) y las perdidas de carga por tramo calculado debern ser menores o iguales a la carga disponible.

1.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS

1.5.a Vlvulas de aire

En una L. de C. se puede acumular el aire en las puntos altos ocasionando la reduccin del rea de flujo, produciendo un aumento de prdida de carga y una disminucin del caudal. La vlvula de aire se instala para evitar esta acumulacin, pudiendo ser manual o automtica, siendo esta ltima muy costosa por lo que se suele emplear

una vlvula de compuerta(norma de saneamiento v norma de saneamiento V)

S.010 CAPTACION Y CONDUCCION DE AGUA

2.1.3 Accesorios

a. Vlvulas de AireSe colocarn vlvulas extractoras de aire en cada punto alto de la lnea de conduccin. Cuando la topografa no sea

accidentada, se colocarn cada 2.5 kmcomo mximo y en los puntos ms altos. Si hubiere peligro de colapso de la tubera a causa del material de la misma y de las condiciones de trabajo, se colocarn vlvulas de doble accin (admisin-expulsin).

El dimensionamiento de las vlvulas se determinar en funcin del caudal y presin de la tubera.

1.5.b Vlvulas de purga

Los sedimentas acumulados en los puntos bajo de la L. de C. con topografa accidentada, provocan la reduccin del rea de flujo del agua, siendo necesario instalar vlvulas de purga que permitan peridicamente la limpieza por tramos de la tubera.(norma de saneamiento v norma de saneamiento V)

S.010 CAPTACIN Y CONDUCCIN DE AGUA

2.1.3 Accesorios

b. Vlvulas de Purga

Se colocarn vlvulas de purga en los puntos bajos, teniendo en consideracin la calidad del agua conducida y modalidad de funcionamiento de la lnea. Las vlvulas de purga se dimensionarn de acuerdo a la velocidad de drenaje, siendo recomendable que el dimetro de la vlvula sea menor que el dimetro de la tubera.

1.5. c Cmaras rompe-presin

Si se presenta bastante desnivel entre la captacin y algunos puntos a lo largo de la L. de C. se pueden generar presiones superiores a la presin mxima que puede soportar la tubera. Para minimizar este efecto se colocan vlvulas reductoras de presin o se construye una cmara rompe-presin.

La seleccin obedece a criterios econmicos.

La construccin de una cmara de rompe-presin disipa la energa y reduce la presin relativa a cero (presin atmosfrica) evitando los daos en la tubera.

Cuando se disminuye la presin se requieren tuberas de una menor clase y se reduce el costo.

UBICACIN DE ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS EN LA LNEA DE CONDUCCIN

2. LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO (LGH)

3. PERDIDA DE CARGA- La LGH indica la presin del agua a lo largo de la tubera bajo condiciones de operacin.

- Es la energa necesaria para transportar una caudal de un punto a otro y que disipa el fluido por friccin.

- Las tuberas pueden clasificarse en largas y cortas (criterio L/D y 10% de perdidas por friccin).

- Las perdidas por friccin pueden lineales o locales.

- Al trazar la LGH para un caudal que descarga libremente a la atmsfera (como dentro de un reservorio) puede resultar en una presin residual en el punto de descarga que puede ser positiva o negativa.

3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA (S) - Es la prdida de energa por unidad de longitud.

- Se evala con la ecuacin de:

Hazen & Williams:

Darcy & Wesibach:

3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO ( 3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO (hf)4. PRESION Y COTA PIEZOMETRICA

De la ecuacin de la energa entre 1 y 2:

4. COMBINACIN DE TUBERASAl dimensionar el dimetro de la L. de C. puede no haber un nico dimetro que proporcione la prdida de carga deseada por lo que se requiere una combinacin de dimetros de tuberas y clases.

- Cuando se combinan los dimetros de las tuberas se pueden manipular las prdidas de carga y reducir las presiones dentro de rangos admisibles, disminuyendo el dimetro y en algunos casos el nmero de cmaras rompe presin, por lo que resulta un proyecto menos costoso.

5.1 DISEO DE UNA LNEA DE CONDUCCIN

DISEO DE UNA LNEA DE CONDUCCIN

6. DIMENSIONES DE LAS ZANJAS

Ancho de 0.60 m y profundidad de 0.80 m.7. PERFILES EN U o TIPO SIFN INVERTIDO

SELECCIN DE LA CLASE DE TUBERA PARA LAS PRESIONES MAXIMAS DE TRABAJO

COTAS TOPOGRFICAS DEL SIFN ALPAMARCA PROYECTO MARCA III

PERFIL LONGITUDINAL Y SECCIN DEL SIFN ALPAMARCA

SIFN CABUYAL (IRRIGACIN) - TUMBES

8. ACUEDUCTOS

9. FENMENO DEL GOLPE DE ARIETE

10. DISEO DE UNA CMARA ROMPE-PRESIN

RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

- FUNCIN

Regula la diferencia de volumen que se produce entre el salida de agua, constituida principalmente por la demanda horaria, la cual es variable durante las horas del da. La funcin principal es almacenar agua cuando el suministro es

menor que el consumo y entregar el dficit cuando el consumo supera al suministro.

V = VOLUMEN DEL RESERVORIO = VREG + VI + VE

OTRA FUNCIN: suministrar presin adecuada a la red de distribucin.

CLASIFICACIN1. Por su UBICACIN HIDRULICApara reducir costos es deseable ubicarlo en el c.g. de la ciudad.a. RESERVORIO DE CABECERA DE DISTRIBUCIN

b. RESERVORIO DE COMPENSACIN FLOTANTE

RESERVORIO APOYADO DE SECCIN CIRCULAR DE CABECERA

2. Por su UBICACIN CON RESPECTO AL TERRENO APOYADO

ELEVADO

APOYADO

RESERVORIO SEMI ENTERRADO

RESERVORIO APOYADO

RESERVORIO ELEVADO TIPO INTZE

RESERVORIO ELEVADO

3. Por el TIPO DE MATERIAL DE FABRICACIN

1. concreto armado

2. metlico

3. ferro cemento

4. p.v.c.

5. madera

RESERVORIO METLICO

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO1. CRITERIO HIDRULICO

- Ubicacin Hidrulica

- Ubicacin con Respecto al Terreno

- Volumen de Almacenamiento

- Accesorios de control y regulacin

2. CRITERIO ESTRUCTURAL

- Estudio de la Capacidad Portante

- Seleccin del Tipo de Material

- Determinacin del Refuerzo

- Proceso Constructivo

DIMENSIONAMIENTO HIDRULICO

Volumen de almacenamiento

VOLUMEN PARA COMPENSAR

LAS VARIACIONES EN EL

CONSUMO DE AGUA (VREG)

VOLUMEN DE RESERVA PARA

ATENDER CASOS DE

INCENDIO (VI)

VOLUMEN DE RESERVA

PARA EMERGENCIAS POR

INTERRUPCIN DEL

SERVICIO (VE)

VOLUMEN ALMACENADO = VREG + VI + VE

RESERVORIO ELEVADOVolumen de almacenamiento

VOLUMEN ALMACENADO = VREG + VI + VE

VOLUM. REGULADO

1. mtodo analtico: ingreso-salida

2. mtodo grafico: anlisis del diagrama masa

(Curva de consumos acumulados:- La diferencia de ordenada entre dos tiempos es el volumen consumido en ese tiempo.

- La pendiente de la tangente representa el caudal ese instante.

- La pendiente de la recta entre dos puntos es el caudal medio en ese intervalo.)

3. % del caudal mximo diario

(No se conoce el Diagrama de Variaciones Horarias)

Bombeo continuo

RNC: 0.25*Qmd

SEDAPAL: 0.18*Qmd

Bombeo discontinuo Multiplicar por: 24 Horas/# Horas de Bombeo

VOLUM. INCENDIO- En funcin del tamao de la poblacion

- En funcin del uso en la zona

VOLUM. EMERGENCIA

Funcin del reglamento

SEDAPAL: 7% DEL Qmd

DETERMINACIN DEL VOLUMEN DE REGULACINEn la tabla siguiente se muestra el consumo horario de agua para una localidad.

Determine el volumen de regulacin usando:

a. El Mtodo de Analtico

b. El Mtodo Grafico: Anlisis del Diagrama Masa

MTODO ANALTICO: Ingreso Ingreso-Salida Salida

VREG = MAX DIF (+) + /MAX (-)/

En la columna DIFERENCIA (Produccin Acumulado Consumo Acumulado):

VREG = 1,539 + /-284/

VREG = 1,823 m3

1. 1.- Reglamentos vigentes en la zona del proyecto Reglamentos vigentes en la zona del proyecto

SUBSECTOR DE VIVIENDA Y CONSTRUCCION SUBSECTOR DE VIVIENDA Y CONSTRUCCION

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

NORMA DE SANEAMIENTO V NORMA DE SANEAMIENTO V

R.M R.M. N . N 021 021-98 98-MTC/15.01 MTC/15.0

S.030 S.030 ALMACENAMIENTO DE AGUA ALMACENAMIENTO DE AGUA

1 Almacenamiento de agua potable

1.1 Volumen de regulacin

El volumen de regulacin deber fijarse de acuerdo al estudio del diagrama masa correspondiente a las variaciones horarias de la demanda.

Cuando se compruebe la no disponibilidad de esta informacin, se deber adoptar como mnimo el 25% del promedio anual de la demanda como capacidad de regulacin, siempre que el rendimiento de la fuente de abastecimiento sea calculado para 24 horas de funcionamiento.

1.2 Volumen contra incendio En los casos que se considere demanda Contra incendio deber asignarse un volumen adicional adoptado al siguiente:

- Para reas destinadas netamente a vivienda: 50 m3

- Para reas destinadas a uso comercial o industrial deber calcularse utilizando el grafico adjunto para agua de extincin, y considerando un volumen aparente de incendio de 3,000 m3 y el coeficiente de apilamiento respectivo.

Independiente de este volumen de reserva los locales (Industriales,Comerciales y otros) debern tener su propia reserva.

1.3 Volumen de reserva Deber justificarse la necesidad de un volumen adicional de reserva.

SEDAPAL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LIMA

NUEVO REGLAMENTO DE ELABORACIN DE PROYECTOS DE PROYECTOS

TITULO V - ALMACENAMIENTO

CAPITULO 5.1 - VOLUMENES DE ALMACENAMIENTO

ART. 5.1.1. El almacenamiento se dimensionar para satisfacer los requerimientos de un determinado esquema integral de servicios.

ART. 5.1.2. Los volmenes de almacenamiento deben comprender los requerimientos de regulacin, incendio y reserva para interrupciones de servicio.

ART. 5.1.3. Para las habilitaciones indicadas en el Art. 3.2.1. a), se requerir un volumen de regulacin igual al dieciocho por ciento (18%) del consumo mximo diario.

ART. 5.1.4. En las habilitaciones urbanas donde se considere demanda contra incendio, conforme lo indicado en el Art. 3.4.2. se requerir un volumen adicional contra incendio como sigue:

- Residencial (reas de vivienda) 100 m3

- Comercial y/o industrial 200 m3

ART. 5.1.5. Para las habilitaciones citadas en el Art. 3.2.1. a), se requerir un volumen adicional de reserva que sea igual al siete por ciento ( 7%) del consumo mximo diario.

ART. 5.1.6. Independientemente de estos volmenes, las edificaciones en general (residencial, comercial, industrial y otros) debern contar con sus propias reservas, en concordancia con lo establecido en la Norma S 200: Instalaciones Sanitarias para Edificacin.

DIGESA DIRECCIN GENERAL DE SALUD AMBIENTAL MINISTERIO DE SALUD

NORMA TCNICAABASTECIMIENTO DE AGUA Y SANEAMIENTO PARA POBLACIONES

RURALES Y URBANO-MARGINALES4.06.5. RESERVORIOS O TANQUES DE ALMACENAMIENTO

Son destinados para almacenar un volumen de regulacin, para compensar las variaciones horarias de consumo.

A. Volmenes

La capacidad del reservorio ser calculada en funcin de la demanda mxima diaria anual, el porcentaje de regulacin no deber sobrepasar los siguientes valores:

- Gravedad: 25 %

- Bombeo: 30 %

Otros valores debern ser justificados.

B. Vlvulas y Accesorios varios

Se deber colocar las vlvulas y accesorios mnimos necesarios para la operacin y mantenimiento.

- Las tuberas de salida de los reservorios debern contar con canastilla.

- El dimetro de la tubera de rebose ser:

Capacidad Dimetro

Hasta 10.00 m3 2 pulg

10.01 a 30.00 m3 3 pulg

Mas de 30.00 m3 4 pulg

El reservorio deber tener tuberas independientes de limpia y ventilacin.

EJEMPLO CON DATOS DE SEDAPAL

En las inmediaciones de Lima Metropolitana se dispone de un rea de 25.63 Ha para ser urbanizada proyectando 1,451 lotes para viviendas residenciales.

Se desea determinar el volumen del reservorio si este se alimentar por bombeo durante 18 horas.

SOLUCINReglamento de SEDAPAL:

CALCULO DE LA POBLACION:

Densidad = 7 hab/vivienda

Dotacin = 250 l/hab/da

K1 = 1.3

K2 = 2.6

Poblacin = Densidad * N de Lotes = 7 hab/vivienda * 1,451 vivienda

Poblacin = 10,157 hab

CALCULO DE Qm, Qmd, Qmh:

Qm= Dotacin x Poblacin = 250 l/hab/da * 10,157 hab * da/86,400 s

Qm= 29.39 l/s

El caudal medio:

Qmd = K1 x Qm = 1.3 * 29.39

Qmd = 38.21 l/s

El caudal mximo diario:

Qmh = K2 x Qm = 2.6 * 29.39

Qmh = 76.41 l/s

El caudal mximo horario:

CALCULO DEL VOLUMEN DEL RESERVORIO

VREG = 0.18 Qmd = 0.18 * 38.21 l/s * 86,400 s/da

VREG = 594 m3 Bombeando las 24 horas

El Volumen Regulado:

El Volumen de reserva por interrupcin de servicio:

VREG = 24/N horas * 594 m3 con bombeo discontinuo:

VREG = 24/18 * 594

VREG = 792 m3

VI = 100 m3 (Zona residencial) El Volumen por Incendio:

VE = 0.07 Qmd = 0.07 * 38.21 l/s * 86,400 s/da

VE = 231 m3

El Volumen del Reservorio: V = VREG + VI + VE

V = 792 + 100 + 231 = 1,123 m3

Luego: V = 1,200 m3

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [1]

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [1]

RESERVORIOS TIPOS

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO

FORMAS ECONMICAS

SECCIN PRISMTICA: h = 1/3 V + k

Donde: h = Profundidad (m)

V = Volumen (cientos de m3)

k = coeficiente que es funcin del volumen

SECCION CIRCULAR: D = 2 a 4 h

Recomendado por SEDAPAL:

- Altura mnima 2.50 m

- Altura mxima 8.00 m

Agregar apuntes de Rivera

Feijoo

PRESFRESSED CONCRETE CYLINDRICAL

TANKS, L. R. GRESSY-1961.

Espesor del techo (cscara o lmina) *:

* ACI SP-28 CONCRETE THIN SHELLS

PARTES DE UN RESERVORIO

A. RESERVORIO

A.1 Cimentacin

A.2 Fuste en reservorios elevados

A.3 Tanque o Cuba

A.3 Techo o coberturaB. CASETA DE VLVULASB.1 Tubera de llegada

B.2 Tubera de salida

B.3 Tubera de limpia

B.4 Tubera de rebose

B.5 Tubera By-PassC. OTROS

IZQUIERDA:

Modelo matemtico de tanque apoyado de concreto armado.

DERECHA:

Diagrama de fuerzas anulares sobre la pared del tanque debido a la accin de las presiones hidrodinmicas ocasionadas por sismo.

CALCULO ESTRUCTURAL CLCULO ESTRUCTURAL: MODELANDO CON EL SAP 2000

EMBED Equation.COEE2

EMBED Equation.3

EMBED Equation.COEE2

PAGE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO VSQUEZ SNCHEZ WILMER

_1004503878.unknown

_1230645299.docUNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

(TRABAJO ESCALONADO N 4)

CONDUCCIN

ALMACENAMIENTO

DISTRIBUCIN

ALUMNO:

VSQUEZ SNCHEZ, Wilmer

DOCENTE:

ing. GASPAR MNDEZ CRUZ

.

AO:

5to

Cajamarca Enero del 2007.

_1004392186.unknown

_1004394354.unknown

_967061979.unknown