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PORTAFOLIO SANITARIAS TERMINADO.docx

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UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABÍ FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL SANITARIAS I DOCENTE: ING. GUSTAVO MERO BAQUE MSC INTEGRANTES: FLORES LUCAS JOSÉ MOREIRA RIVADENEIRA VERÓNICA PANEZO SABANDO CAMILA REGALADO SUAREZ GISSELLE REYNA SANTOS RICARDO
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UNIVERSIDAD LAICA ELOY ALFARO DE MANABFACULTAD DE INGENIERACARRERA DE INGENIERA CIVILSANITARIAS I

DOCENTE: ING. GUSTAVO MERO BAQUE MSCINTEGRANTES: FLORES LUCAS JOS MOREIRA RIVADENEIRA VERNICA PANEZO SABANDO CAMILA

REGALADO SUAREZ GISSELLE REYNA SANTOS RICARDO

VELASQUEZ PINARGOTE PAOLACURSO: 8 SEMESTRE BFECHA: 05 DE FEBRERO DE 2015

PORTAFOLIO

UNIDAD #1SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.Nociones Generales:El diseo, financiamiento, construccin y operacin de los sistemas de agua potable, son difciles de realizar. Por su naturaleza misma, cada proyecto de sistema de agua potable debe ser concebido en forma particular para cada comunidad, su ejecucin requiere decisin pblica, as como materiales, equipo y apoyo tecnolgico que solo puede suministrarse completamente dentro la organizacin de una estructura gubernamental, depende de informacin demogrfica, hidrolgica, geodsica, y geolgica que se pueda tener al alcance, as como encuestas socias econmicas.La explosin demogrfica que experimenta el medio en que vivimos ha creado grandes problemas en el campo de la salud, medio ambiente, servicios bsicos, etc. Que al momento el hombre intenta solucionar, uno de esos problemas es la falta de agua potable y disposicin de residuos lquidos que han deteriorado la calidad de vida de nuestras poblaciones marginales de nuestro pas.A este fenmeno se suma la falta de control de la tala de los bosques en nuestras montaas que ha causado una marcada disminucin de fuentes de aguas superficiales y subterrneas.La falta de buenos sistemas de agua potable, ha determinado que los habitantes de las pequeas ciudades y comunidades estn expuestos a enfermedades como el clera, la fiebre tifoidea, malestares intestinales y otras infecciones externas que son transmitidas por el agua en las comunidades que en su mayora carecen de tratamiento del agua que estn consumiendo.En el Ecuador ha ocurrido y contina ocurriendo el gran fenmeno de la urbanizacin, reflejndose sta en un incremento poblacional debido a la emigracin de grandes masas de poblacin rurales a los centros urbanos en busca de mejores condiciones de vida socio-econmica y la eliminacin de enfermedades que acechan en el medio rural.Entre los problemas que se presentan podemos citar:Las inadecuadas condiciones de vida en que se desempea la poblacin que emigra hacia las ciudades, la cual se constituye por lo general en reas marginales o barrios insalubres que ocasionan problemas sanitarios no solo en dichas reas, sino tambin en el resto de la urbe.La inevitable contaminacin del suelo originado por la gran cantidad de desechos orgnicos o excretos, que son descargados directamente al no poseer un adecuado sistema de agua potable y sistema de alcantarillado sanitario.La urbanizacin sin lugar a dudas tiene aspectos enormemente positivos si la misma es controlada adecuadamente, para lo cual se debe observar los requisitos bsicos:Que se planifique y se desarrolle a un ritmo razonable.Que sea parte de un proceso tcnicamente regulado.A pesar del adelanto cultural de los pueblos y de las medidas preventivas de las ciencias mdicas, an es frecuente la aparicin de focos contaminantes de enfermedades, cuyo origen es exclusivo de la deficientes calidad del agua para el consumo humano y la inadecuada eliminacin de las aguas servidas, para lo cual todo sistema de agua potable debe poseer las correctas instalaciones para la provisin de agua potable requerida y se evite el desperdicio de las misma.El sistema de suministro de agua potable es un procedimiento de obras, de ingeniera que son un conjunto de tuberas enlazadas nos permite llevar el agua potable hasta los hogares de las personas de una ciudad, municipio o rea rural comparativamente tupida.Podemos obtener agua potable de varias formas o sistemas, esto depende de la fuente de obtencin.Agua lluvia almacenada en aljibes: Depsitos destinados a guardar agua potable, procedente del agua de lluvia, que se recoge mediante canalizaciones, por ejemplo, de los tejados de las casa.Agua proveniente de manantiales naturales (es una fuente natural de agua natural que brota de la tierra o entre las rocas), donde el agua subterrnea aflora a la superficie.Agua subterrnea, captada a travs de pozos o galeras filtrantes.Agua superficial, proveniente de los ros, arroyos, embalses o lagos naturales.Agua de mar.Segn el origen del agua, para transformarla en agua potable, deber ser sometida a tratamientos, que van des de la simple desinfeccin, hasta la desalinizacin.PERODO DE DISEOLas obras de instalacin y mejoramiento de sistemas de agua potable se proyectarn con capacidad para el funcionamiento correcto durante un plazo de previsin que determina de acuerdo con el crecimiento estimado de la poblacin y la durabilidad del sistema.Se denomina perodo de diseo de un Sistema de Abastecimiento de Agua u otra obra de ingeniera sanitaria, al intervalo de tiempo comprendido entre la puesta en servicio de la obra planificada y el momento en que su uso se sobrepase las condiciones establecidas en el diseo.El periodo de diseo estar ligado tambin a las condiciones particulares de cada proyecto tales como: Caractersticas Topogrficas de la zona en estudio, caractersticas de los materiales y las facilidades de nuevas ampliaciones.El MIDUVI recomienda de manera general los siguientes periodos de diseo:NUEVOS SERVICIOS -------------- 20 30 (AOS)AMPLIACIONES ----------------- 15 20 (AOS)OBRAS EMERGENTES -------------- 3 5 (AOS)

En relacin a los diferentes tipos de obras de ingeniera sanitaria, se recomiendan los siguientes periodos de diseo: Obras De Captacin -------------- 25 50 (AOS) Estaciones De Bombeo -------------- 30 40 (AOS) Lneas De Conduccin -------------- 30 40 (AOS) Planta De Tratamiento (AA.PP) -------------- 20 30 (AOS) Tanques De Almacenamiento -------------- 30 40 (AOS) Redes De Distribucin -------------- 20 30 (AOS)

ANLISIS POBLACIONAL.Para toda obra de ingeniera sanitaria y especialmente las obras de abastecimiento de agua potable, es necesario conocer con exactitud la poblacin futura que se va a beneficiar del proyecto.Para la estimacin de la poblacin futura es necesario conocer en primer lugar la poblacin actual y luego dicha poblacin proyectarla hacia el futuro de acuerdo al diseo de periodo que se haya considerado.Las proyecciones de la poblacin futura se la realizan por diferentes mtodos, y entre los cuales tenemos los siguientes:1. Mtodo de las Progresiones Aritmticas. 2. Mtodo de las Progresiones Geomtricas.3. Mtodo de acuerdo al MIDUVI.

1. Mtodo de la Progresin Aritmtica.- Este mtodo consiste en agregar a la poblacin actual un nmero fijo de habitantes por cada periodo en el futuro, por lo que la poblacin crecer en forma de progresin aritmtica, es decir, como una cantidad de dinero colocada a un inters simple, siendo su representacin grfica una lnea recta.Para calcular la poblacin futura por este mtodo se aplica la siguiente expresin.Pf = Poblacin futuraPa = Poblacin actual N = Periodo de diseor = Razn o ndice de crecimiento aritmtico

Pf = Pa (1 + N*r) Siendo:

Es importante conocer el valor preciso del ndice de crecimiento, para lo cual es necesario obtener los datos de los censos poblacionales, de la zona en estudio. El ndice de crecimiento se lo calcula con la siguiente expresin. Pf = Poblacin actualPo = Poblacin anteriora = Intervalo de tiempo entre 2 censos

a = Intervalo de tiempo entre 2 censos

Siendo:Ejemplo:Determinar la poblacin futura por el mtodo de la progresin aritmtica considerando un periodo de diseo de 25 aos con los siguientes datos:AOPOBLACIN (Manta)r (%)INTERVALO

195023665 hab.

0,058512 aos

196240288 hab.

0,061412 aos

197470015 hab.

0,06488 aos

1982106364 hab.

0,036120 aos

2002183166 hab.

0,02968 aos

2010226477hab.

=5,012 %

2. Mtodo de la Progresin Geomtrica.- Es un mtodo matemtico que se aplica para determinar el incremento poblacional el cual crecer como una progresin aritmtica, es decir, en forma similar que una cantidad de dinero colocada a un inters compuesto, por lo cual su representacin grfica es una curva.Se calcula la poblacin futura con la siguiente expresin:Pf = Pa (1 + r) Siendo:Pf = Poblacin futuraPa = Poblacin actual n = Periodo de diseor = Razn o ndice de crecimiento aritmtico

Al igual que el mtodo aritmtico, es necesario conocer el valor del ndice de crecimiento geomtrico, el cual se lo calcula con la siguiente expresin:

Siendo:Pf = Poblacin actualPo = Poblacin anterior a = Intervalo de tiempo entre 2 censos

Ejemplo: Con los datos del ejercicio anterior, determine la poblacin futura utilizando el mtodo geomtrico.AOPOBLACIN (Manta)r (%)INTERVALO

195023665 hab.

0,058512 aos

196240288 hab.

0,061412 aos

197470015 hab.

0,06488 aos

1982106364 hab.

0,036120 aos

2002183166 hab.

0,02968 aos

2010226477hab.

=5,012 %

3. Mtodo Segn el MIDUVI:- Este mtodo se lo utiliza cuando se tiene un rea totalmente delimitada o cuando se trata de urbanizaciones.Consiste en determinar el nmero de lotes o soluciones habitacionales que existen en un proyecto urbanstico y se considera una poblacin de 6 habitantes por cada lote.Ejemplo prctico

Teniendo una urbanizacin de 600 lotesPa = 400 lotes * 6 Hab/lote.Pa = 2400 Hab.

CRITERIOS BSICOS PARA EL DISEO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.Un Sistema de Agua Potable, est constituido por unas series de estructuras que presentan caractersticas diferentes y sern afectadas por distintos coeficientes de diseo, de acuerdo a la funcin que cumplen dentro del sistema.Por lo tanto para su diseo se necesita conocer el comportamiento de los materiales en relacin a su resistencia fsicas, a los esfuerzos y a los daos que estarn expuestos.Antes de analizar cada componente del sistema, es conveniente establecer y analizar aquellas caractersticas que conforman los criterios bsicos de diseo.Los criterios bsicos son: Cifras del Consumo de Agua. Variacin de los Consumos e influencia sobre los diferentes partes del sistema. Clase de Tuberas y Materiales a utilizarse.

CIFRAS DE CONSUMO DE AGUAEl conocimiento cabal de esta informacin es de gran importancia en el diseo de un abastecimiento de agua, para lograr estructuras funcionales dentro del periodo econmicamente aconsejable.Nuestras normas tcnicas MIDUVI, asignan cifras para el consumo de agua tomando en cuenta el uso de la tierra, zonificacin y de acuerdo al tipo de poblacin a servir que se expresan en (Lt/Hab * da). Estas cifras o dotaciones nos conducen a la determinacin de un caudal o consumo medio, el cual constituye la base para todo diseo de agua potable.De acuerdo al MIDUVI se recomienda un consumo per cpita mnimo de 100 Lt/Hab*da para la poblacin futura prevista.Cuando se necesite proyectar un sistema de abastecimiento de agua para una ciudad y no se tengan datos confiables sobre el consumo de agua, se recomienda las siguientes dotaciones de acuerdo a la poblacin a servir.POBLACINDOTACIN (lt/hab * da)

Hasta 20000 hab.200

20000 50000 hab.250

50000 en Adelante300

CONSUMO O DEMANDA POR INCENDIO.En trminos generales podemos decir que un sistema de abastecimiento de agua potable representa el medio ms valioso e idneo para combatir los incendios. En el diseo este factor debe ser considerado de acuerdo a la importancia en la zona de estudio.Para el clculo de la dotacin de agua contra incendio se considera los siguientes valores:POBLACINGASTO TOTAL (lt/seg)

3000 10000 hab.5

10001 20000 hab.12

20001 40000 hab.24

40001 60000 hab.48

60001 120000 hab.72

Mayor a 120000 hab.96

Ejemplo:Determinacin del consumo medio futuro.

Datos.Dotacin = 250 Lt/Hab * da Pf = 45000 Hab.

C.M.F = Dotacin * Poblacin.

C.M.F = 250 Lt/Hab * da * 45000 Hab.

C.M.F = 130.21 Lt/seg.

Caudal de diseo=C.M.F + DI (demanda contra incendio).

QD = CMF + DI

QD = 130.21 Lt/seg + 48 Lt/seg

QD = 178.21 Lt/seg

VARIACIONES PERIDICAS DE LOS CONSUMOS.Un sistema de abastecimiento de agua potable tiene como finalidad abastecer a la comunidad el caudal de manera continua y con presin hidrulica suficiente, a fin de satisfacer las necesidades sanitarias, sociales y econmicas, que se presenten en su desarrollo.Para lograr esto es importante que cada parte del sistema est bien diseado, lo cual implica el conocimiento del funcionamiento de todo el proyecto de acuerdo a las variaciones de los consumos de agua que ocurra durante el periodo de diseo.El consumo de agua presenta variaciones mensuales, diarias y horarias y pueden expresarse como un porcentaje de consumo medio. Es conocido que en una semana cualquiera ocurran das de mximo consumo (lunes) y das de mnimo consumo (domingo). Si consideramos un da cualquiera tambin presentarn horas de mximo consumo y de mnimo consumo.Debido a las variaciones que se presentan, se establecen las siguientes definiciones que sern de gran importancia en el abastecimiento de agua potable. Consumo Mximo Diario.- Es el caudal registrado en el da de mximo consumo observado durante los 365 das del ao para obtener el consumo mximo diario se utiliza el siguiente porcentaje.Consumo mximo diario = 130 150 % (consumo medio futuro).Ejemplo:Con el consumo medio futuro determinado en el ejercicio anterior determine el consumo mximo horario.C.M.D= 1.30*130.21Lt/seg=169.27 Lt/seg.Caudal de diseo=169.27Lt/seg + 48Lt/seg= 217.27 Lt/seg. Consumo Mximo Horario.- Es el caudal registrado en la hora de mximo consumo que ocurre durante el da de mximo consumo.Para determinar el consumo mximo horario se considera el siguiente porcentaje:Consumo mximo horario = 200 230 % (consumo medio).Ejemplo:C.M.H=2.00 * 130.21 Lt/seg =260.42 Lt/seg. Caudal de diseo=260.42 Lt/seg + 48Lt/seg= 308.42 Lt/seg.

UNIDAD #2COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUAUn sistema de abastecimiento de agua potable est conformado por un conjunto de estructuras que se caracterizan por ser diferentes y sern modificadas por los coeficientes de diseo, en base al trabajo que desempean dentro del proyecto.Se puede considerar como elementos principales de un sistema de abastecimiento de agua a las siguientes obras:a) Fuente de Abastecimiento.b) Obra de Captacin.c) Lnea de Aduccin.d) Planta de Tratamiento.e) Tanque de Almacenamiento.f) Estacin de Bombeo.g) Lnea de Conduccin (Bombeo y Gravedad).h) Redes de Distribucin (Mallada y Ramificada).i) Obras Complementarias.i. Desarenadores.ii. Tranquillas Rompe cargas.iii. Vlvulas de Supresin de Golpe de Ariete.iv. Chimeneas de Equilibrio.

FUENTE DE ABASTECIMIENTOEs el factor con mayor relevancia del sistema y no se debe ni se puede ejecutar un buen proyecto, sino se han establecido, ni garantizado las fuentes capaces de abastecer a la poblacin futura.

Al disear un sistema de agua y definida la fuente de abastecimiento se debe conocer sus caractersticas, la cantidad del caudal, la calidad del agua, el tipo de tratamiento y su ubicacin geogrfica.

Tipos de Fuente de Abastecimiento.Se consideran dos tipos de fuente de abastecimiento: Fuente de Agua Superficial.- Las fuentes de aguas superficiales, son las que estn constituidas por los ros, quebradas, lagunas, etc., siendo necesario para su utilizacin la informacin completa que permita visualizar los caudales disponibles y la calidad del agua.

Las fuentes superficiales pueden ser: Fuentes Superficiales Sin Regulacin.- Son aquellas fuentes en las cuales el caudal de escorrenta del rio, es mayor al caudal de mximo consumo diario durante el periodo fijado.

Fuentes Superficiales Con Regulacin.- Son aquellas fuentes en las cuales el caudal de escorrenta del rio en determinadas pocas del ao, no es suficiente para cubrir la demanda y es necesario el represamiento para compensar el dficit.Otro tipo de clasificacin para la fuente de agua superficial es el siguiente:

Cursos de Agua Natural.- Son cuerpos de agua (ros, riachuelos, arroyos, quebradas) que fluyen permanente o intermitentemente a travs de depresiones geomorfolgicas naturales y pueden ser: Cursos de Agua de Montaa. Cursos de Agua de Llanura.

Reservorios de Agua.- Son depresiones geomorfolgicas naturales(lagos, lagunas, embalses) que permiten la acumulacin de agua con los aportes de afluentes y/o precipitaciones pluviales y pueden ser: Reservorios de Montaa. Reservorios de Llanura.

Fuente de Agua Subterrnea.- Las aguas subterrneas son las que constituyen parte del ciclo hidrolgico y que por percolacin se mantienen en movimiento a travs de las capas geolgicas, las cuales son capaces de contenerlas y de permitir su circulacin.Las fuentes de aguas subterrneas generalmente se llaman acuferos teniendo como caractersticas principales la porosidad, la permeabilidad, transibilidad, produccin especfica y coeficiente de almacenamiento.

OBRAS DE CAPTACINLa obra de captacin es una estructura de hormign que se construye cerca de la fuente de abastecimiento, con le fin de captar el caudal de diseo y conducirlo a la tubera o lnea de aduccin.

El caudal que se considera para la obra de captacin es el consumo mximo diario y dependiendo de la topografa existente puede ser:

Captacin por Gravedad.- Cuando la fuente de abastecimiento se encuentra ubicada en elevaciones superiores a la planta de tratamiento se utiliza la fuerza de gravedad para conducir el caudal.

Captacin por Bombeo.- Cuando la fuente de abastecimiento se encuentra ubicada en elevaciones inferiores a la planta de tratamiento y es necesario transportar el caudal mediante la fuerza mecnica.

El dimensionamiento de una obra de captacin incluye para su diseo los siguientes factores:1. El conocimiento de la demanda o consumo en sus diferentes usos (domsticos, comercial, industrial, etc.).2. Los niveles de operaciones mximo y mnimo del cuerpo del agua de la fuente.3. Factores hidrolgicos tales como la intensidad de la lluvia y el coeficiente de escurrimiento en funcin del tipo de suelo.

Tipos de Captaciones.- Las captaciones sern de dos tipos: Captaciones de Fuentes Superficiales. Captaciones de Fuentes Subterrneas.

Captacin de Agua Superficial.- Una captacin de agua superficial, es una estructura civil, dispositivo o conjunto de ellas que permita captar agua desde un cuerpo superficial de forma continua, segura y sin disminucin de las condiciones de vida de las especies animal ni vegetal.

Diseo de Obras de Captacin de Aguas SuperficialesSon estructuras y dispositivos que permiten captar agua desde un curso superficial. Las obras de captacin superficiales son:

Canal de Derivacin.- Consiste en la construccin de un canal abierto en el margen de un cuerpo de agua superficial hasta una cmara colectora, desarenador o planta de tratamiento. Los componentes principales para el diseo del canal de derivacin son: Canal. Boca de Toma. Obras de Encause y Proteccin.

Obras de Captacin Lateral.- Es la estructura que se construye en uno de los lados del curso de agua, de forma tal, que el agua ingresa directamente a una cmara de recoleccin para su posterior conduccin a travs de una tubera o canal.Los componentes principales para el diseo de una captacin lateral son: Boca de Toma. Canales/ Tuberas de Conduccin. Obras de Encause y Proteccin.

Obra de Captacin de Fondo.- Es la obra civil (dique) que se construye de forma transversal en el fondo de los ros y dispone de una parrilla o reja localizada a nivel del perfil del ro o la cresta del vertedero.Los componentes principales para el diseo de una captacin de fondo son: Presa. Boca de Toma. Canales/ Tuberas de Conduccin.

Captacin de Agua Subterrnea.- Una captacin de agua subterrnea, es la estructura civil que permite captar agua desde una corriente subterrnea de forma continua, segura y sin disminucin de las condiciones hidrolgicas, geolgicas y ecolgicas.

Tipos de Obra de Captacin Subterrnea.- Cajas de manantiales (vertientes), pozos, galeras filtrantes, sondeos.

Cajas de Manantial (Vertientes).- Permite captar y aprovechar el agua proveniente de los pequeos manantiales, que se encuentran generalmente en las laderas de las montaas, con el fin de llevar el agua a la planta de tratamiento por medio de las lneas de aduccin, adems deber prever la construccin de una cmara.

Galeras Filtrantes.- Son estructuras que permiten captar agua sub-superficial y subterrnea a travs de obras paralelas o transversales a las corrientes de agua, una galera de infiltracin consiste en tneles, canales a cielo abierto a un tubo perforado o ranurado rodeado de una capa de grava o piedra triturada graduada instalada en el acufero superficial.

Tipos de Estructuras Filtrantes.Galera o Bveda.- Consiste en una estructura robusta enterrada en el lecho del cuerpo de agua para captar un volumen importante de agua y cuando las condiciones de pendiente del terreno lo permiten.

Tubera de Infiltracin o de Avenamiento.- Son tuberas perforadas o ranuradas instaladas de forma transversal o paralela a los cursos de agua.

Canal de Infiltracin.- Son canales de mampostera de piedra o de hormign ciclpeo que se construyen para captar el agua sublvea. No necesitan de dimensionamiento especial, sin embargo debe considerar el sistema de evacuacin del agua desde el canal a una cmara colectora.

Pozos.- Un pozo es una perforacin, en general de forma cilndrica, con dimetro y profundidad variable, que al atravesar en lecho permeable permite la afluencia del agua hacia el mismo mediante la disposicin de material adecuado.Los pozos presentan, en general, un dimetro entre 1.5- 8 metros, con una profundidad moderada (decena de metros), aunque existen perforaciones que superan la centena.

Tipos de Pozos.- Pozos poco profundos o someros, pozos profundos.

Pozos Pocos Profundos o Someros.- Este tipo de pozos captan agua sub-superficial de acuferos de poca profundidad, hasta los 30m. Dependiendo de las caractersticas del acufero, estos tipos de pozos se clasifican en: Excavados. Perforados.

Pozos Profundos.- Captan el agua subterrnea a profundidades mayores a 30m. Pueden ser: Perforados Manualmente. Perforados con Mquina. Pozos Radiales.

Sondeos.- Son perforaciones verticales realizadas por medios mecnicos con dimetros relativamente reducidos (40-80cm). Presentan la ventaja de que pueden alcanzar grandes profundidades y tienen un coste normalmente inferior a cualquier tipo de captaciones.

LNEAS DE ADUCCIN.Se define como la tubera que conduce el agua cruda desde la obra de captacin hasta el tanque de almacenamiento o directamente a la planta de tratamiento.Dependiendo de la topografa existente puede ser por gravedad o por bombeo y debe satisfacer las condiciones de servicio para el da de mximo consumo.

PLANTA DE TRATAMIENTO.La planta de tratamiento es una estructura de hormign donde se recepta el agua proveniente de la captacin y por medio de tratamiento qumico y fsico, se procesa el agua cruda para obtener el agua potable y poder ser utilizada por la poblacin.La planta de tratamiento de agua potable depende de las caractersticas del agua y la demanda del proyecto en lo referente a su tratamiento y capacidad.

TANQUE DE ALMACENAMIENTO.Son estructuras que se construyen con hormign armado o estructuras metlicas, sirven para almacenar el agua tratada y es el elemento intermedio entre la fuente y la lnea de conduccin o entre la lnea de conduccin y la red de distribucin.Para disear el tanque de almacenamiento se considera el consumo mximo diario.

ESTACIN DE BOMBEO.Es una estructura que sirve para impulsar el agua cunado la obra de captacin se encuentra a elevaciones inferiores que la planta de tratamiento, los tanque de almacenamiento o los sitios de consumo; el diseo de la obra de captacin depende de las caractersticas propias del proyecto y se debe considerar una variable adicional que es el nmero de horas de bombeo. El factor a considerar es el consumo mximo diario.Clasificacin de las Estaciones de Bombeo.- Las estaciones de bombeo pueden ser:a) Fijas.- Cuando la bomba se localiza en un punto estable y no es cambiada de posicin durante su periodo de vida til.b) Flotantes.- Cuando los elementos de bombeo se localizan sobre una plataforma flotante. Se emplea sobre cuerpos de agua que sufren cambios significativos de nivel.c) Mviles.- Cuando las bombas son localizadas sobre soportes o plataformas que permiten su cambio de posicin accionadas por elementos motrices.Diseo de las Estaciones de Bombeo.- Los componentes principales que deben ser diseados son: Estimacin de Caudales. Sumergencia Mnima. Potencia de Equipo de Bombeo. Capacidad o Volumen de la Cmara de Bombeo.

LNEAS DE CONDUCCIN.Es la tubera que conduce el agua potable desde el tanque de almacenamiento hasta la zona de distribucin y dependiendo de las condiciones topogrficas del terreno se puede considerar una conduccin por gravedad o por bombeo.El caudal est en funcin del consumo mximo diario.REDES DE DISTRIBUCIN.Son las tuberas que conducen en agua potable en las zonas pobladas y abastecen directamente a la poblacin prevista, su diseo debe ser considerado para la condicin ms desfavorable que se presentan en una red, esto es el consumo mximo horario.CLASES DE TUBERAEn los proyectos de abastecimiento de agua intervienen las tuberas como elementos principales del sistema. Para ello la relacin del material de la misma debe analizarse considerando diversos factores que permiten lograr el mejor diseo.Para la utilizacin del diseo de las tuberas se considera dos parmetros:1. En Funcin del Material de Trabajo.2. En Funcin de las Presiones de Trabajo.En Funcin del Material de TrabajoLas tuberas que frecuentemente se utilizan en la construccin de un abastecimiento de agua son:a) Tubera de Hierro Fundido (HF).b) Tubera de Hierro Fundido Dctil (HFD).c) Tubera de Acero Galvanizado (HG).d) Tubera de Ploricloruro de Vinilo (PVC).

El conocimiento del material implica la posibilidad de utilizacin de acuerdo a sus propiedades tales como: fabricacin, fragilidad, coeficiente de rugosidad, grado de deflexin, presiones de trabajo y especificaciones tcnicas.En Funcin de las Presiones de TrabajoUn diseo ventajoso ser aquel que logre la utilizacin apropiada del material al mximo de sus caractersticas. Siendo la tubera un elemento sujeto a soportar presiones internas (Presiones hidrostticas e hidrodinmicas), se conviene conocer y clasificar las tuberas en funcin de las presiones a las que estarn sometidas.Se han establecido diferentes denominaciones teniendo as: la A.S.T.M y la A.W.W.A (American Water Works Association), que han determinado las diferencias entre las tuberas de un mismo material, en funcin de su resistencia a los esfuerzos provocados por las presiones internas.En el siguiente cuadro se muestran las siguientes presiones:

CLASEPRESIN DE TRABAJO (Lb/in2)EQUIVALENCIA EN METROS DE COLUMNA DE AGUA (METROS)

10010070

150150105

200200140

250250175

300300210

350350245

RUGOSIDAD DE LA TUBERA.

En el diseo de los dimetros a elegir es frecuente la utilizacin de la frmula de Hazen-Williams, cuya expresin de la siguiente manera:

Siendo:J= Prdida de Carga.= Coeficiente que depende de la Rugosidad y del Dimetro.L= Longitud de la Tubera en metros.Q= Caudal en Lt/sg.Los valores de C dependen de la Clase de tubera, que se utilice teniendo as los siguientes valores:

TUBERACLASE

Tubera de Hierro FundidoC=100

Tubera de Hierro Fundido DctilC=100

Tubera de Hiero GalvanizadoC=110

Tubera de PVCC=140

Los valores de se los determinan en las siguientes tablas:Ejemplo:14L=500metrosQ=20Lt/sg.C=140

UNIDAD # 3LNEAS DE CONDUCCION A GRAVEDADLNEAS DE CONDUCCIN:Una lnea de conduccin de agua potable es la tubera que conduce el agua desde la planta de tratamiento hasta el tanque de almacenamiento o desde el tanque de almacenamiento hasta la zona de distribucin.

Para lograr un mejor funcionamiento del sistema, a lo largo de la lnea de conduccin puede requerirse dispositivos especiales tales como: Tranquilla rompe carga, vlvulas reductoras de presin, vlvula de aire o ventosas, vlvula de desage o limpieza, vlvula de lnea o de paso, reducciones, codos, tee, yee, etc.

Cada uno de estos elementos requiere de un diseo acorde a las condiciones y caractersticas particulares de cada sistema.

De acuerdo a la ubicacin y naturaleza de la fuente de abastecimiento, as como tambin de la topografa existente en la zona, las lneas de conduccin pueden ser consideradas de 2 tipos:

Lneas de conduccin por Gravedad. Lneas de conduccin por Bombeo.

Lneas De Conduccin Por Gravedad.

Partiendo de la base, que todo diseo debe estar sustentado sobre criterios tcnicos y econmicos, una lnea de conduccin a gravedad, debe aprovechar al mximo la energa disponible para conducir el caudal deseado. Esta consideracin, en la mayora de los casos nos conducir a la eleccin del dimetro mnimo, que satisfaciendo razones tcnicas (capacidad), nos permitan tener presiones iguales o menores a los cuales estarn sujetos las tuberas.

Para el diseo de una lnea de conduccin por gravedad, se deben tener en cuenta los siguientes criterios:

1. Carga disponible o diferencia de elevacin.2. Capacidad para transportar el caudal mximo.3. Clases de tubera que sean capaces de soportar las presiones de trabajo.4. Clases de tubera en funcin del material: hierro fundido, hierro fundido dctil, acero galvanizado, tubera de ploricloruro de vinilo. 5. Dimetros mnimos que satisfagan la conduccin del caudal.6. Estructuras especiales y obras complementarias que se requieran para el buen funcionamiento hidrulico de la red.

Carga Disponible.Generalmente la carga disponible viene representada por la diferencia de elevacin entre la Obra de Captacin y el Tanque de Almacenamiento.

Sin embargo en muchas ocasiones pueden presentarse puntos altos intermedios que no permitiran satisfacer el caudal por gravedad, razn por lo cual se debe verificar esta condicin.

En el ejemplo de la figura se tiene una carga disponible de (325.5-290.60) = 34.90 metros de columna de agua en una longitud horizontal de 1320 metros.

Un diseo ajustado a esta diferencia de carga lograra aprovechar la energa disponible con una combinacin de dimetros (1 , 2), cuya suma de perdida de carga puede ser equivalente a (34.90m), logrndose de esta manera, el diseo ms econmico.

La existencia del punto alto E, el cual es un punto crtico en este diseo nos obliga a verificar analticamente la condicin en ese punto.

Caudal De Diseo.Se debe estimar el consumo medio futuro de la poblacin a servir para el periodo de diseo seleccionado y considerar el factor de mayoracin que corresponde al da de mximo consumo.

Caractersticas HidrulicasAl planificar el trazado de la tubera en una lnea de conduccin por gravedad se deben de tener en cuenta la posicin de la misma con relacin a la lnea piezomtrica o gradiente hidrulico.De acuerdo a la topografa existente, se obtendrn diferentes trazados entre los cuales tenemos:

1.- Tubera por debajo de la lnea piezomtrica (Conduccin Forzada).- En esta conduccin se deben instalar accesorios especiales, como vlvulas de purga en los puntos bajos para realizar las labores de limpieza peridica, y vlvulas de expulsin de aire (ventosas) en los puntos altos.

2.- Lmina de agua coincidente con la lnea piezomtrica (Conduccin Libre).- En este caso, se trata de una tubera que fluye a tubo lleno o parcialmente lleno, no tiene problemas desde el punto de vista hidrulico.

3.- Tubera por encima de la lnea piezomtrica.- En este caso se presenta una presin negativa, con lo cual la entrada de aire a la tubera se dificulta, la presin en dichos puntos negativos es menor que la atmosfrica por ende no se pueden instalar ventosas.

4.- Tubera por encima del plano piezomtrico esttico.- Si la tubera se encuentra por encima del plano piezomtrico esttico y por debajo de ste ms la presin atmosfrica total, se constituye un sifn y por consiguiente habr la necesidad de instalar el equipo necesario para cebar el sifn.

5.- Tubera por encima del plano esttico de presin absoluta.- En este caso es imposible el flujo por gravedad y se necesitar emplear bombeo.

CLASES DE TUBERAS QUE SOPORTEN LAS PRESIONES HIDROSTTICAS.La tubera a utilizarse debe soportar las mximas presiones que se presenten en la lnea de conduccin, las mismas que se representan por la carga estticas.

De acuerdo a las clases de tuberas y en funcin de las presiones de trabajo, podemos utilizar tuberas desde la clase 100 hasta la clase 350.

En el ejemplo la carga mxima ocurre en el punto D, cuya presin hidrostticas ser la diferencia de nivel entre la altura de la captacin y la altura entre el punto D (325.50-186.40 = 139.10).

Considerando que la tubera ms econmica es la de clase 100, se busca su punto de aplicacin y se determina su distancia y su cota correspondiente.Despus utilizamos la clase 150, determinando su punto de aplicacin con su longitud y su cota respectiva.

Luego utilizamos la tubera clase 200 y as sucesivamente.

Clase 100=325.50-70=255.50Clase 150=325.50-105=220.50Clase 200=325.50-140=185.50

25548.5083.50117.60X1X2

X1=105.17X2=181.06

CLASES DE TUBERIAS EN FUNCIN DEL MATERIAL.Como resultado el estudio de campo, levantamiento topogrficos y de la naturaleza del terreno, se podr determinar la clase de tubera en funcin del material.Tubera de Acero galvanizado100=CDimetro mnimo = 5

Para la determinacin del dimetro, habr que tomar en cuenta las posibles soluciones bajo el punto de vista econmico.

La determinacin del dimetro ms conveniente, resultar para aquella combinacin que aproveche al mximo el desnivel entre 2 puntos, es decir, haciendo que J=h.

La aplicacin de la ecuacin de Hansen y William J= L Q2, nos permitir obtener una combinacin ideal de dimetros.

J = h = 1 L1 Q2 + 2(Li-L1)Q2

Siendo:1= Coeficiente correspondiente al dimetro 1.2= Coeficiente correspondiente al dimetro 2.L1= Distancia inclinada correspondiente al dimetro 1.Q = Caudal de diseo.h= Diferencia de elevacin entre 2 puntos.J= Perdida de carga en metros.Li = Longitud inclinada entre 2 puntos de anlisis.

Desarrollando la expresin anterior obtendremos una longitud L1 de un diametro1 y una longitud L2 de un dimetro 2, cuya suma de perdida de carga sea igual a .

Ejemplo: Con una caudal de 42lt/seg, determinar la siguiente lnea de conduccin por gravedad.

PERFIL DE UNA LNEA DE CONDUCCIN POR GRAVEDADTRAMO A E

TRAMO E-F

TRAMOPROGR.INCL.LONG.CLASEGASTOJ (m)J (m)ELEVACION PRESIN ESTTICAPRESIN DINMICA

A-B253.18253.188"100423,1953,195325 / 2854036,805

B-C325,9872,88"100420,9194,1137325 / 3052015,8863

C-c1454,30128,328"100421,6195,7331325 / 2557064,2669

c1-c2544,13908"150421,1366,8689325 / 22010598,1311

c2-D608,2964,168"200420,8107,6786325 / 195130122,3214

D d1670,0961,88"200420,7808,4585325 / 22010596,5415

d1- d2756,6286,538"150421,0929,5505325 / 2557060,4495

d1-e806,7050,088"100420,63210,183325 / 275,2649,7439,5575

e'-E892,5985,896"100424,79714,979325 / 310150,0207

E-e1024,86132,276"100427,38722,366325 / 304,2520,75-1,6163

e"-F1353,02328,166"1004218,32740,694325 / 29035-5,6935

Estructuras Complementarias De La Lnea De Conduccin

Existen algunas estructuras especiales, que son necesarios utilizarlos en toda lnea de conduccin y entre las principales tenemos: Vlvulas De Aire O Ventosas.- La lnea de conduccin por gravedad siempre tiene la tendencia de la acumulacin de aire en los puntos altos.

Esta acumulacin de aire provoca una reduccin del rea hidrulica para el flujo de agua y produce un aumento de las prdidas de carga con la siguiente disminucin del caudal. A fin de evitar esto, se deben utilizar vlvulas de aire o ventosas automticas ubicadas en los puntos altos. Se entiende por punto alto el lugar donde se pasa de una pendiente positiva a una negativa.

Las vlvulas de aire o ventosas son dispositivos especiales que permiten la expulsin del aire acumulado en los puntos altos para que circulen el caudal deseado.

Vlvula De Desage O Limpieza.- En los puntos bajos de toda lnea de conduccin, siempre existe la tendencia de la acumulacin de sedimento, por lo cual es conveniente instalar dispositivos que permitan realizar peridicamente la limpieza en los tramos de tubera. Para lograr esto, se recomienda instalar las vlvulas de desage o limpieza.

Las vlvulas de desage o limpieza son dispositivos especiales que se utilizan en los puntos bajos y permiten la limpieza peridica de la lnea de conduccin.

Vlvula De Lnea.- Las vlvulas de lnea son dispositivos especiales que se colocan en toda lnea de conduccin, con una separacin aproximada de 2 a 3 Km. y a lo largo de toda la red.

La vlvula de lnea permite en la etapa de la construccin realizar las pruebas hidrulicas, en los tramos de tubera y en la etapa operativa de la conduccin, sirven para aislar tramos, realiza nuevas instalaciones y poder efectuar cualquier separacin en la red.

Existen otros accesorios como tranquillas rompe cargas, vlvula reductores de presin, desarenadores, codos, Tee, Yee, anclajes, etc.

Diseo por Deflexin de Tuberas.

En el diseo de toda lnea de conduccin ya sea por gravedad o bombeo, debido a las condiciones topogrficas del terreno siempre son frecuentes los cambios bruscos de direccin en sentido horizontal y los cambios bruscos de pendientes en el sentido vertical.En estos cambios de direccin y pendiente, se utilizan generalmente accesorios llamados codos que tienen como medidas estndares.

11152230458090

Pero la mayora de las ocasiones los cambios de direccin y pendiente no coinciden con los ngulos de los codos existentes.Para poder superar estos inconvenientes se recomienda disear por deflexin, para lo cual se utilizan las curvas horizontales y verticales.El objetivo del diseo por deflexin de tuberas, es asegurar que en una lnea de conduccin se puedan eliminar los cambios bruscos de direccin y pendiente con lo cual se evitan los codos, se logra un mejor comportamiento hidrulico del flujo, se elimina el anclaje de hormign que necesariamente requiere el codo.Para el diseo por deflexin de tuberas se deben conocer: La longitud de la tubera. El tipo de material. La deflexin mxima que la tubera permite.

Es importante considerar que existieran casos excepcionales en los cuales ser inevitable la utilizacin de los codos como por ejemplo: en la salida y llegada de la tubera, en los tanques de almacenamiento, en condiciones topogrficas extremas y en las zonas urbanas.

Diseo por Deflexin Horizontal.

Para disear horizontalmente por deflexin, se calcula una curva horizontal simple y se debe verificar si se cumple la mxima deflexin en base a la longitud de la tubera y el radio de la curva.Al comprobar la deflexin mxima slo se considera la mitad de la misma debido al efecto de la curvatura de la misma.

Ejemplo: Con los siguientes datos:

= 262040lt= 6.00mts.D=130R= 180.00mts.= 045

Como:

.

Diseo por Deflexin Vertical.Para el diseo vertical por deflexin de tuberas se debe calcular una curva normal y verificar si se cumple la deflexin mxima en base a la longitud de la tubera y la diferencia de cotas entre las abscisas correspondientes.

Diferencia entre las cotas del proyecto:

Diferencia entre ambos resultados:

0.10 6.00mts

UNIDAD #4LNEA DE CONDUCCIN POR BOMBEOEste sistema es empleado cuando se solicita aadir energa para conseguir la carga dinmica relacionada con el egreso del diseo y otorgar de agua potabilizada a la comunidad fijada en los diseos, usualmente es instaurada cuando la fuente de dotacin que se sita en una cota inferior a la planta de tratamiento y se vuelve imprescindible el empleo del impulso mecnico para hacer llegar el caudal necesitado. Una tubera que va a trabajar a bombeo debe de seleccionarse y calibrase de manera meticulosa, ya que en su interior el fluido es empujado por una bomba de presin, y si no se calibra de manera correcta puede explotar en un tramo cualquiera.

El diseo de este sistema se realiza bajo situaciones de origen permanente, con la finalidad que en su perodo de diseo no aparezcan posibles conmutaciones en las condiciones de maniobra, como seran la diferenciacin de resolucin de la circulacin apta de las bombas o la reforma del nivel de vlvulas en lneas de impulsin.

Lo ms perjudicial dentro del diseo de estos sistemas es cuando se presenta una anomala transitoria denominada golpe de ariete, la cual no es de manera permanente pero provoca ciertos daos en los accesorios de la conduccin.

DATOS GENERALES DE DISEOLos datos generales a recabar para el diseo de una lnea de conduccin, son, entre otros, la localizacin de las fuentes de abastecimiento y las descargas, el clima, los medios de comunicacin al lugar y usos del agua.

Para el diseo de una lnea de conduccin se requiere de un plano topogrfico, mostrando plantas y elevaciones, para lo que es necesario definir, mediante una seleccin de alternativas, la ruta sobre la que se efectuar el trazo de la lnea, para definir cotas, distancias y posibles afectaciones, sobre el derecho de va propuesto, el proyectista podr ayudarse de las cartas topogrficas o de informacin geogrfica de Google Earth.

CRITERIO DE DISEOPara lograr cubrir todas las necesidades de una comunidad especfica se debe tener en cuenta el caudal del perfil de impulsin, que no es ms que el mximo consumo diario establecido dentro de la etapa de diseo, por lo que hay que considerar que no es favorable y mucho menos prctico que hayan 24 horas seguidas de bombeo, por lo que habr que dilatar el caudal en base a la relacin de horas de bombeo. GASTOS DE DISEOPara obtener un gasto prudente es conveniente que este est en concordancia con el egreso que se recae al tanque y del expendio que procura la fuente de suministro de agua potabilizada.

Se deben de tener en cuenta las siguientes consideraciones; disponer del perfil y el trazo del terreno en donde se establecer la lnea, evitar transponer terrenos particulares, precisar dejar pasillos de servicio entre terrenos para situar el perfil de conduccin.

Estos pasillos de servicio convendrn tener 4.00 m de ancho mnimo por cada lado y con acceso autnomo de fundamentos e inconvenientes, no se asentir ninguna forma de edificacin, desarrollar la senda ms breve entre la fuente de suministro y el depsito de regulacin, adems siendo una instalacin urbana deber disponer en zanjas, en la conduccin, no podrn adjudicarse tomas domiciliarias, convendr de disponer de vlvulas de aire en el lugar donde el perfil tiene la cota superior, en los puntos bajos del perfil convendrn de instaurarse vlvulas de desage y tener un tren de descarga que une la fuente de abastecimiento con la lnea de conduccin.

Caractersticas HidrulicasLa caracterizacin con mayor importancia dentro de un sistema de bombeo es formar un sistema que integre a cada uno de los equipos que transporte al fluido entre ellos, pero para poder obtener un adecuado sistemas se valdr de las siguientes caractersticas; los desgastes de carga que se generan en el sistema, la ventaja energtica del sistema, el cambio ineludible para cimentar el sistema, los medios de subsistencia conveniente y la subsistencia de anomalas insatisfactorias como: cavitacin y golpe de ariete.

El dimetro de la tubera de la conduccin es una caracterstica relevante para la cristalizacin del esquema, una conduccin con dimetros pequeos, tendr como consecuencias: desvalorizacin inversin para situar la conduccin y agudos consumos energticos en bombeo.

Al ejecutar una conduccin con dimetros relativamente grandes, poseer como resultado: elevada alteracin para situar la conduccin, pero insignificantes gravmenes energticos por bombeo, pero se habr de tener en cuenta el monto econmico que demandar el sistema de bombeo, manejando alternados dimetros para la conduccin se podr establecer el "dimetro ptimo" que conlleve al monto mnimo de ejecucin del sistema de bombeo.

DISEO HIDRULICOPor medio del diseo hidrulico se puede determinar los distintos dimetros y las diferentes presiones que tendrn las lneas de conduccin.Antes de emprender el diseo hidrulico se debe haber conjeturado la postulacin de egresos para la suministracin del agua.Contamos con los siguientes pasos para el diseo hidrulico:1. Establecer el tipo tubera que se utilizar para conducir el flujo hasta el punto deseado.2. Si es inevitable se podra redimensionar la tubera con el fin de que se logr que el gasto previsto sea mayor que el de diseo, por lo cual se tiene que prever el consumo supuesto y medirlo con el gasto de diseo. 3. Contrastar o compararla celeridad de flujo con las limitaciones permitidas, es decir, velocidad mxima y velocidad mnima, y de no cumplirse plantear un nuevo dimetro que sean apropiados tanto para Caudal como Velocidad.

4. Dibujo de la trazo piezomtrico y de la pendiente hidrulico sobre el perfil del terrenoa) La resistencia de la tubera va a depender de las mximas presiones de maniobra ya que estas deben de ser menores, si es que se requiere soportar ms debe plantearse otra tubera que presente mayor resistencia o colocar cajas rompedoras de presin.b) Observar si existen formaciones de vacos y posibles deformaciones en la tubera.c) Cuando se tiene puntos ms altos que la del perfil se debe definir el establecimiento de vlvulas de recepcin y eliminacin de aire. Si el terreno tiende a ser plano la colocacin mxima de las vlvulas se debe hacer cada 1500m.d) En el caso de posibles reparaciones es conveniente instalar desages en lugares bajos para permitir limpieza o drenado.

Accesorios De La Conduccin.

Tuberas.Una tubera es una red de conductos cuya funcin principal es conducir distintos tipos de fluidos, se fabrican en distintos tipos de materiales, dimetros y espesores, los mismos que van a estar sujetos a usos de estos.

Piezas especiales.

JuntasSon aquellas que unen tramos de tubera, las juntas deben de ser resistentes al deterioro provocado por el tiempo, a esfuerzos y a la alta impermeabilidad.

CarretesSon tuberas de menor longitud que se colocan en los extremo para una unin adecuada y optima y que a su vez son suministrados por, estos elementos son fabricados en hierro fundido pueden ser de 25, 50 y hasta 75 centmetros de longitud.

ExtremidadesEstos elementos se colocan cerca de las descargas y estarn sujetados a bridas, mismas que sern colocadas en los extremos, se elaboran de 40, 50 y 75 centmetros. Cuando son tuberas de PVC las extremidades toman el nombre de campana y espiga. Tees.Estas pueden ser utilizadas para unir tres tuberas, las mismas pueden ser del mismo o dos tuberas del mismo dimetro y una menor y este caso toma el nombre de reduccin.

Cruces.Como su nombre lo indica este accesorio sirve para unir cuatro tuberas en forma de cruz, estas uniones pueden ser del mismo dimetro, o tambin pueden ser dos tuberas de mayor dimetro y dos de menor.

Codos.El empleo principal de este mecanismo es el de unir dos tuberas de igual dimetro, puede ser de manera vertical y horizontal, se fabrican en deflexiones de 1115, 2230, 45 y 90.

Reducciones.Son utilizados para unir dos tuberas de distintos dimetros.

Coples.Son tuberas fabricadas en PVC y fibrocemento, se usa para ensamblar espigas entre dos instalaciones de igual dimetro, estos tambin pueden ser de reparacin.

Tapones y tapas.Se colocan con la finalidad de evitar la salida de los fluidos, estos deben de ir en los extremos de las tuberas. Cuando son empleaos en tuberas de PVC se los denomina tapones, mientras que en las tuberas de fibrocemento son denominados tapas.Vlvulas.

Vlvula eliminadora de aire. Su funcin es desalojar el aire del tubo que perennemente se almacena en las porciones altas sobre la lnea de manejo mientras que esta est en maniobra.

Vlvula de ingreso y destitucin de aire. Se utiliza para evacuar el aire que contiene la tubera al instante del llenado de la misma. Una vez que el agua ejerce presin sobre el flotador de la vlvula, sta se cierra y no se abre mientras exista presin en el conducto.

Vlvula de no retorno. Permite la admisin del aire dentro del tubo cuando se inicia la descarga de la tubera, y con ello se evitan las presiones negativas, su funcin es evadir el transporte del flujo en el sentido inverso al especificado en el proyecto.

Vlvula de seccionamiento. Se utiliza para vigilar el flujo dentro del tubo, y a su vez paralizar el paso del agua o comprimir el gasto a un valor pretendido.

Mecanismos para el control del golpe de ariete.

Vlvula aliviadora de presin.Es un mecanismo que tiene un resorte, el mismo que va a estar graduado para abrir una salida de evacuacin una vez que la presin sobrepasa el valor establecido; se ubica en la tubera para reducir las sobrepresiones ocasionadas por una anomala transitoria y se recomienda colocar este accesorio en tuberas de menor dimetro, pero cuando se susciten presiones negativas se tendr que instalar otro tipo de accesorio.

Vlvula anticipadora del golpe de ariete.La vlvula anticipadora del golpe de ariete previene al equipo de bombeo de la frecuencia de sobrepresin causada al momento en que se suspende de la bomba o hay una falla de la energa, esta vlvula entra en marcha antes del advenimiento de la frecuencia de sobrepresin.

Tanque unidireccional.Es un depsito que se sita habitualmente a una altura superior a la del terreno natural y constantemente se halla en contacto con la atmsfera en la parte superior. Su funcin principal es aplacar las depresiones producidas por un fenmeno transitorio, inducido por un paro inesperado de la bomba. Cuando las cargas piezomtricas son muy altas en un fluido determinado se lo recomienda instalar dicho tanque.

Cmara de aire.Se instalan regularmente al ras del terreno natural. Su funcin es aplacar las sobrepresiones y depresiones producidas por una anomala transitoria o por el golpe de ariete. Contiene habitualmente dos tuberas, el primero es una vlvula de no retorno para consentir el transporte del flujo exclusivamente del tanque hacia la conduccin y la segunda tubera es un disipador de energa.

Instalacin de un by-pass en la vlvula de no retorno. Para adquirir una movimiento contrario controlado en la bomba e impedir sobrepresiones que produzcan inconvenientes a las tuberas, se puede instalar aguas abajo del equipo de bombeo un vlvula de no retorno y un by-pass cerca de la vlvula, cuya contenido de conduccin no admita una velocidad inaceptable en sentido contrario y que se asevere la disminucin necesaria de las sobrepresiones, incitadas por un freno accidental del equipo de bombeo.

Instalacin de un by-pass en la planta de bombeo.Es de gran utilidad en las plantas de bombeo debido a que amenora las presiones que podran ser provocadas por una parada accidental en el equipo de bombeo. Se fabrica Se cimienta ubicando un tubo paralelo al equipo de bombeo que se enlaza aguas abajo y aguas arriba del equipo de bombeo. En este tubo se coloca una vlvula de no retorno para paralizar la descarga de la bomba hacia el depsito, cuando la maniobra de la misma es a flujo intacto.

GOLPE DE ARIETEEl golpe de ariete o conocido como golpe transitorio es ocasionado por una singularidad que se produce debido a la alteracin tosca en el recorrido de un fluido en el interior de un canal sellado, lo cual induce a cambios de vibraciones y de presiones; esto se debe a una limitacin en el elemento, una diferenciacin tosca en la trayectoria o a la suspensin de una vlvula.

Es decir, que el golpe de ariete se va a producir cuando hay una diferencia entre las presiones y las sobrepresiones, las mismas que producen la oscilacin del agua dentro de la tubera.

Cuando la instalacin de la tubera ya no es resistente y el flujo se ha vuelto evidente, el golpe de ariete es citado como una complicacin temporal y de sistema variable, lo cual provoca que las causas sean superiores cuando: La amplitud del trayecto es superior al de la tubera y esta tiende a fragmentarse. La rapidez y velocidad del flujo tiende a ser abundante. El mdulo de compresibilidad de la tubera es mayor.En la ingeniera es de gran importancia poder establecer la dimensin de las sobrepresiones, ya que una vez determinado este punto se puede disear las tuberas con la resistencia necesaria para su uso.

Las sobrepresiones ejercidas son funciones directas de la variacin tosca de la velocidad del fluido y de propagacin de la onda en el mismo; segn la Teora de la Onda Elstica.

Cuando la presin de la tubera tiende a ser 60 o 100 veces ms que la presin normal se puede producir la rotura en los accesorios colocado en el sistema de suministro de agua.El golpe de ariete se evita en el campo tomando las siguientes medidas:1. Restriccin de la rapidez del flujo en las tuberas.2. Fabricacin de segmentos que no admitan taponamiento rpido de las vlvulas, por lo cual se necesita una suspensin lenta.3. Se debe de colocar vlvulas de seguridad ya que sus descargas disuaden valores desmesurados de presin. 4. Dependiendo de la sobrepresin permitida se fabrican tubos con un incremento en su espesor.5. Siempre que la topografa del terreno sea favorable y que las alturas geomtricas sean menores se puede construir pozos de oscilacin que estn situados tan cerca como sea posible a las mquinas, con el fin de absorber los golpes de ariete, admitiendo as la fluctuacin del agua6. Se puede colocar cmaras de aire que faciliten la reduccin de los golpes.CLCULO DEL GOLPE DE ARIETEPara realizar el clculo respectivo del golpe de ariete se necesita saber obtener de la celeridad, la cual no es menos que la velocidad de la expansin de una presin pasando por medio del agua almacenada en un conducto.Para el clculo de la celeridad varios autores como Michaud, Vensano y Allievi expusieron frmulas y teoras, siendo la frmula de este ltimo autor la cual mayormente se utiliza para el clculo y es la siguiente:

En donde: K es el coeficiente en base al mdulo de elasticidad del material de la tubera utilizada. Se calcula de la siguiente manera:

D es el dimetro de la tubera. e es el espesor de la tubera.Se pueden utilizar la siguiente tabla para obtener los valores de K:

Se necesita hallar el valor del tiempo crtico que va a depender del cierre de la tubera sea este instantneo, rpido o lento, y se determina con la siguiente expresin:

El tiempo de parada, los cuales se obtiene mediante la siguiente frmula:

Siendo: T el tiempo de parada dado en segundos. C coeficiente que va a depender de la pendiente de conduccin. K valor que va a depender de la longitud del conducto. L distancia real de la conduccin. V velocidad del agua. G valor de la gravedad. Hm es la altura manomtrica.

Para la longitud crtica se utilizara la siguiente frmula:

Lcrit < L la conduccin ser corta y tendr un cierre lento.Lcrit > L la conduccin ser larga y tendr un cierre rpido.Donde: A es el valor de la celeridad T es el tiempo de paradaCondiciones segn los criterios de los autores Michaud y Allievi:

Ejemplo: Se instalar una tubera de fibrocemento con una longitud de 2000 m para abastecer desde una estacin de bombeo a un depsito de regulacin de una comunidad. El caudal de la tubera es de 25 m3 /h que equivale a 6,94 lt/seg, y la diferencia de alturas entre el depsito y la estacin de bombeo es de 55 m. Calcular la sobrepresin que se producira por el fenmeno del golpe de ariete.

1.- Clculo del perodo de parada

2.- Clculo de celeridad

3.- Clculo de longitud crtica

En este caso la conduccion ser larga y tendr un cierre rpido. 4.- Clculo de la sobrepresin.

UNIDAD #5TANQUES DE ALMACENAMIENTO.Los depsitos para el almacenamiento en los sistemas de abastecimiento de agua, tienen como objetivos; suplir la cantidad necesaria para compensar las mximas demandas que se presenten durante su vida til, brindar presiones adecuadas en la red de distribucin y disponer de reserva ante eventualidades e interrupciones en el suministro de agua.GENERALIDADESLos tanques de almacenamiento tienen un papel muy importante en un sistema de abastecimiento de agua potable, inciden en el diseo de la distribucin, funcionamiento hidrulico del sistema y en el mantenimiento de un sistema eficiente.Los tanques son estructuras de hormign armado o de estructuras metlicas, que sirven para el almacenamiento del agua tratada y es el elemento intermedio entre la fuente de abastecimiento y la lnea de conduccin o entre la lnea de conduccin y la red de distribucin.Un tanque de almacenamiento cumple 3 propsitos fundamentales:1. Compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el da.2. Mantener presiones de servicio en la red de distribucin.3. Almacenar cierta cantidad de agua, para atender situaciones de emergencia con los incendios e interrupciones por daos que se presenten en las tuberas.a. CAPACIDAD DEL TANQUELa capacidad de un tanque se determina por el volumen de regulacin, el volumen contra incendio y el volumen de reserva.1) Volumen de Regulacin.- Este volumen s utiliza para compensar las variaciones que se producen en el da de mximo consumo:POBLACINVOLUMEN DE REGULACIN

1000 habitantes 5000 habitantesV. de regulacin 30% Qm

>5000 habitantesV. regulacin 25% Qm

2) Volumen contra incendio.- As mismo de acuerdo a la poblacin.POBLACINVOLUMEN CONTRA INCENDIO

20000 habitantes

3) Volumen de ReservaPOBLACINVOLUMEN DE RESERVA

< 5000 habitantesNo se considera

> 5000 habitantes25% del volumen de regulacin

b) UBICACIN DEL TANQUE.- La ubicacin del tanque de almacenamiento estar determinada principalmente por la necesidad y conveniencia de presiones de trabajo dentro de los lmites de servicio. Las presiones en una red estn limitadas o sujetas a normas establecidas y dentro de rangos que puedan garantizar las condiciones ms favorables.CLASES DE TANQUESLos tanques de almacenamiento pueden ser construidos directamente sobre la superficie del suelo o sobre una torre cuando por razones de servicio se requiere elevarlos.1) Tanques Superficiales.- Son tanques que se construyen sobre la superficie del suelo, son de hormign armado o de estructuras metlicas y por lo general se los construye en forma rectangular con varias celdas, las cuales permite su adecuada limpieza y mantenimiento. En zona cercana a la costa, resulta aconsejable construir los tanques de hormign para evitar la corrosibilidad, por lo cual resultan ms econmicos a largo plazo, que si se los construye de metalPara el diseo del tanque de hormign armado, se debe tomar en cuenta el tipo de suelo donde se cimentar, la capacidad de almacenamiento, la altura hidrosttica y el costo de la obra.Para el diseo de las paredes de contencin se pueden utilizar: diseo a gravedad, losa de contra fuerte, losa vertical o losa con anillo, considerando en cualquier alternativa las normas tcnicas.

Ilustracin 1 Grfica de un tanque superficial en elevacin y planta2) Tanques elevados.- Son estructuras que se construyen sobre una torre para satisfacer presiones de servicio y pueden ser de hormign armado o de metal. Su diseo estructural se basa generalmente en aspectos ornamentales.

Ilustracin 2 Grfica de un tanque elevadoTanques superficialesa) Las tuberas de entrada y salida del tanque, se construirn con tuberas separadas y se ubicaran en los lados opuestos, con el fin de permitir la continua renovacin del agua.b) En caso de disearse un solo tanque, debe proveerse un paso directo (bypass) que permita mantener el servicio mientras se realiza mantenimiento, reparacin o limpieza del tanque.c) Los tanques sern siempre cubiertos y provistos de una cmara de visita con su respectiva tapa, que servir para realizar las inspecciones peridicas.d) Las tuberas de rebose descargarn libremente y tendrn un dimetro igual o mayor al de la tubera de entrada.e) El dimetro de la tubera de limpieza deber tener una capacidad para vaciar el tanque, en un tiempo no mayor a 3 horas.f) En el fondo del tanque se proveer un sumidero desde el cual partirn las tuberas de limpieza.g) Todas las tuberas de entrada, salida y limpieza debern estar provistas de las respectivas vlvulas de compuerta o de paso.h) En la tubera de entrada de ser necesario, se instalara una vlvula flotadora.i) La altura mxima del tanque ser de 2.5 metros o hasta el nivel mximo del agua, ms un borde libre de 0.30 metros.Tanques elevadosa) el nivel de agua en el tanque debe ser lo suficiente para que la presin en la red sea la indicada en los clculos.b) La tubera de entrada y salida del tanque deben tener el mismo dimetro.c) La tubera de rebose descargar libremente.d) En las tuberas de entrada y salida se instalar una vlvula de compuerta.e) En el tanque se instalarn accesorios indispensables tales como: respiraderos, bocas de visita, escalera, indicadores de nivel, etc.ACCESORIOS DEL TANQUE1.- Tubera de llegadaEl dimetro est definido por la lnea de aduccin, y deber estar provisto de llave de igual dimetro antes de la llegada al estanque y proveerse de un bypass para atender situaciones de emergencia. Cuando se trate de estanque de dos celdas, la bifurcacin se har manteniendo el dimetro para ambas derivaciones y proveyendo llaves a cada una.

Ilustracin 3 Tubera de llegada al tanque de almacenamiento en seccin y planta2. Tubera de salidaEl dimetro de la tubera de salida ser en correspondiente al dimetro de la matriz de distribucin, debiendo estar provisto de llave. Similarmente cuando existen dos celdas, el dimetro de cada una de ellas sea el correspondiente a la matriz de distribucin y se proveer de llaves antes de la unin hacia una sola lnea de distribucin. La ubicacin de la salida respecto a la entrada debe reducir al mnimo las posibilidades de cortocircuito.

Ilustracin 4 Tubera de salida de tanque de almacenamiento seccin y planta

3.- Tubera de limpiezaLa tubera de limpieza deber ser un dimetro tal que se facilite el vaciado del estanque en un periodo no mayor a 2 horas. La limpieza estar provista de llave y el fondo del estanque con una pendiente no menor del 1% hacia la salida. No es aconsejable que las tuberas de limpieza descarguen directamente en colectores para evitar cualquier riesgo de contaminacin posible.4.- Tubera de ReboseLa tubera de rebose se conectara con descarga libre a la tubera de limpieza y no se proveer de llave, permitiendo la descarga en cualquier momento. El dimetro de la tubera de rebose estar determinado por la altura de la cmara de aire en el estanque o permitiendo un gasto igual al gasto de llegada al estanque y evitando presin sobre la tapa. En todo caso es aconsejable que el dimetro de la tubera de rebose no sea menor que el de llegada.

Ilustracin 5 Tubera de limpieza y rebose del tanque de almacenamiento5.- Tubera de VentilacinLos estanques deben proveerse de un sistema de ventilacin, con proteccin adecuada para impedir la penetracin de insectos y de otros animales. Para ello es aconsejable la utilizacin de tubos en U invertida, protegidos a la entrada con rejillas o telas metlicas y separadas del techo del tanque a no menos de 30cm.

Ilustracin 6 Tubera de ventilacin6.- Medidor principalEs recomendable colocar un medidor registrador a la salida del tanque, que permita determinar los volmenes suministrados en forma diaria, as como las variaciones de los caudales. Ello permitir durante la fase de operacin determinar las fallas del servicio, desperdicios y usos no controlados, pudiendo tomarse medidas correctivas para el mejor funcionamiento del sistema.7.- Otros accesoriosTodo tanque de almacenamiento deber estar provisto de: control de niveles, flotantes, cmaras de visita con tapas sanitarias y escaleras de acceso interior y exterior.

Deber preverse una altura de revancha, o altura libre por encima del nivel mximo de aguas, no menor a 0.20m, a fin de contar con un espacio de aire ventiladoDISEO HIDRULICOClculo de la capacidad de un tanque

UNIDAD #6REDES DE DISTRIBUCINEs el conjunto de tuberas que suministran agua con la capacidad de satisfacer el caudal mximo de la hora de mximo consumo. Dependiendo de la topografa, de la vialidad y de la ubicacin de la fuente de abastecimiento puede determinarse el tipo de red.GENERALIDADESLa red de distribucin se inicia en el tanque de agua y termina en la vivienda del usuario del sistema. Consta de estaciones de bombeo, tuberas principales, secundarias y terciarias.

Para el diseo hidrulico de una red de distribucin, el diseador se enfrenta a una serie de retos, tales como: El tamao de la tubera para transportar el caudal de diseo, la presin interna que debe resistir cada tramo de tubera, los elementos que debe de llevar la red (bombas, tanques de almacenamientos, etc.)El diseador tiene dos alternativas para enfrentar estos retos. La primera es emprica y consiste en construir el sistema con una serie de tuberas, segn las mejores hiptesis de diseo y conocer el rendimiento del sistema a medida que se avanza. Posteriormente s el sistema construido no funciona adecuadamente, se deben de realizar ajustes sucesivos hasta obtener una solucin satisfactoria. Un gran nmero de sistemas de tuberas para abastecimiento de agua se han construidos de manera similar a este modo. Por ejemplo los romanos construyeron un asombroso sistema de suministro de agua con pocos conocimientos formales de mecnica de fluidos. La otra alternativa utiliza los modelos hidrulicos en vez de construir y experimentar con el sistema de tuberas real. Este modelo puede adoptar muchas formas: desde una versin a escala del original a un conjunto de ecuaciones matemticas.Actualmente los sistemas de abastecimiento de agua se modelizan antes de construirlos lo cual se ha facilitado con el acceso a las computadoras personales de alta velocidad. Existen un gran nmero de ventajas al modelizar un sistema tuberas para el abastecimiento de agua potable, entre estas estn: Menor costo de experimentar en un modelo que en un prototipo. Ahorro de tiempo, el experimentar en un modelo se alcanzan repuestas ms rpidas que en un prototipo. Mayor seguridad, al experimentar sobre un sistema real puede se arriesgado o peligroso, en un modelo no se corre ningn riegos.

RED RAMIFICADALared ramificada comienza en el punto donde la arteria de alimentacin a la poblacin se bifurca en dos o ms tuberas, las cuales vuelven a hacer lo mismo despus y as sucesivamente. Tiene todos sus puntos conectados entre s de tal manera que el agua puede llegar a un punto determinado siguiendo varios caminos, al contrario que la red ramificada donde el agua slo puede llegar por un camino.GENERALIDADES Son constituidas por un ramal troncal y una serie de ramificaciones o ramales, que pueden constituir pequeas mallas o ramales ciegos.Este tipo de red se utiliza cuando la topografa es tal que no permite la interconexin entre ramales y tambin se utiliza por el desarrollo lineal de una red principal o a lo largo de una carretera.Los caudales de consumo en cada tramo de tubera pueden determinarse conociendo la zonificacin y asignando una dotacin para cada tramo.Ilustracin 1 Esquema d una red de distribucin ramificada

CRITERIO DE DISEOEl objetivo de una red de distribucin ramificada es hacer llegar el agua a cada punto de uso (domstico, industrial, riego, incendio, etc.). En la solucin que se adopte para una red de distribucin se han de considerar diferentes criterios de diseo Gastos de diseo. Prdidas de carga. Presiones disponibles.GASTOS DE DISEOPara obtener el gasto de diseo de una red ramificada se debe considerar la dotacin a utilizar, adems de coeficientes de punta y dotacin contra incendio, esta va a estar dada en .PRDIDAS DE CARGASon aquellas que se producen en los tramos de tubera debido a la friccin del fluido, clase de material, dimetro de tubera entre otros factores, para cual se utiliza la siguiente expresin:

PRESIONES DISPONIBLESPara el clculo respectivo de las presiones se van a tener en cuenta la presin esttica y la presin dinmica, donde la presin dinmica es la presin existente entre la cota del punto de abastecimiento y la cota del punto de la red; y la presin dinmica DISEO HIDRULICOPara realizar su clculo, conocidos los puntos y valores de consumos entrantes y salientes al sistema, dimetros y alturas geomtricas: 1) Desde aguas abajo hasta aguas arriba, ecuacin de continuidad en los nodos para la obtencin de consumos en cada punto. 2) Desde aguas arriba hacia aguas abajo, clculo de prdidas y presin en finales de tramo

Ejemplo:Con una poblacin futura de 1800 hab y con una dotacin de , disee una red ramificada considerando:K= 2,1C= 140Cotas A: 1038 B: 1028 C: 1026 D: 1021 E: 1012 F: 1015 G: 1017 H: 1020 J: 1012 K: 1014 L: 1019

CARRERA DE INGENIERA CIVIL

SANITARIAS IING.GUSTAVO MERO.

RED MALLADASon aquellas redes constituidas por tuberas interconectadas formando mallas. Es el tipo de distribucin ms conveniente ya que permite crear un circuito cerrado logrando un servicio ms eficiente y permanente.GENERALIDADESEn las redes malladas, (en contraposicin con las redes ramificadas con un slo nudo de altura conocida), los caudales que circulan por las lneas de la red no pueden ser determinados nicamente a partir de los caudales consumidos y aportados, sino que dependen tambin de las caractersticas hidrulicas de las lneas y de las alturas piezomtricas en los nudos.Este tipo de red es ms conveniente y tratar de lograr un interconexin de tuberas, por lo que en su dimensionamiento se precisa encontrar los caudales de circulacin de cada tramo, por lo cual resulta ventajoso hacer divisin por zonas, tratando de unir aquellas que presentan caractersticas homogneas o similares, tomando en cuenta la densidad actual y futura.Configuracin De La Red De DistribucinLas redes malladas estn compuestas por: Matriz de distribucin o punto de alimentacin. Tuberas principales. Tuberas secundarias o de relleno.Las tuberas principales constituirn las mallas, cuyos tramos se definirn por los nodos o nudos que lo comprenden. Un nudo en una red mallada se define en base a lo siguiente: Interseccin de tuberas principales. Todo punto de alimentacin. Tramos no mayores a 500 metros.Para la configuracin de las mallas mediante las tuberas principales se tomar en cuenta el posible desarrollo o crecimiento de la ciudad o zona a proyectar; as, un desarrollo hacia la periferia, motivado por la existencia de zonas planas que propiciaran tal extensin, induce a proyectar mallas exteriores previendo el crecimiento urbanstico hacia tales reas. En cambio, zonas que tienen limitaciones de expansin, ya sea por condiciones topogrficas de difcil desarrollo; por la existencia de ros, lagos o mares, o por disposiciones legales que no permitan el desarrollo hacia determinadas zonas, conduce a proyectar mallas internas previendo el desarrollo vertical y de alta densidad de sectores.

Ilustracin 3 Esquema de una red mallada en una zona urbana

Ilustracin 4 Esquema de un mallado externo

Ilustracin 5 Esquema de un mallado internoTIPOS DE REDES MALLADASCuando por razones topogrficas las presiones de servicio en el sistema de abastecimiento son muy altas, resulta conveniente dividir la zona de estudio en varias redes: Red alta. Red media. Red baja.Estas redes pueden interconectarse entre s, mediante vlvulas reguladoras de presin, tanquillas rompe carga; o bien separadas con un tanque de almacenamiento independiente.

Ilustracin 6 Esquema de dos redes interconectadas mediante vlvulas reguladoras de presin.Una vez hecha la distribucin por tramos de los caudales medios de consumo, se procede a definir la configuracin de las redes y al estudio de los diversos casos de anlisis, atendiendo al tipo de sistema y a su funcionamiento.CRITERIOS DE DISEOLa red mallada debe prestar un servicio eficiente y continuo; por lo cual, su diseo debe atender las condiciones ms desfavorables, esto es, el consumo mximo horario (CMH).Adicionalmente es necesario considerar el funcionamiento hidrulico de la red ante eventualidades como la ocurrencia de incendios, los cuales demandan grandes cantidades de agua.Para lo cual se utiliza la siguiente expresin:

Ejemplo:Teniendo un consumo mximo horario de 5,94 lt/seg y una poblacin futura de 1800 habitantes, determinar el caudal de entrada.

DISEO DE UNA RED MALLADA CON UN CIRCUITOPara el dimensionamiento de una red mallada se tratan de encontrar los caudales de circulacin para cada tramo, siendo los gastos empleados para esta determinacin: Mtodo de las reas. Mtodo de retraccin media. Mtodo de clculo.Mtodo De Las reasSe trata de determinar el caudal o consumo medio para toda la zona a proyectar y las reas de influencia de cada nudo, a fin de definir un caudal unitario. Este caudal unitario se calcula teniendo el caudal mximo horario y el rea total de la zona a proyectar.

Se enumeran los nudos que configuran la malla y se determinan las reas de influencia de cada uno de los nudos, trazando las mediatrices de los tramos, formndose de esta manera una figura geomtrica (cuadrados) alrededor del nudo y se multiplican por la demanda unitaria as para obtener el caudal en el nudo.

En virtud que la red mallada est constituida por un circuito cerrado de tubera, el flujo de agua que circula por ella estar controlado por dos condiciones: El caudal total que llega a un nudo es igual al que sale. La prdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier ruta es siempre la misma.

Ilustracin 7 Esquema del mtodo de reas

Mtodo De Retraccin MediaEste mtodo asigna la reparticin del gasto por mitad a ambos extremos de cada tramo, obteniendo as los gastos en los nudos.

Mtodo De ClculoExisten algunos mtodos para resolver los problemas de las redes malladas, siendo el ms utilizado el mtodo de HARDY CROSS, el cual supone que cada tramo de tubera satisface la ecuacin de continuidad en cada nudo.El mtodo de HARDY CROSS, es un sistema de aproximaciones sucesivas, por medio del cual sistemticas correcciones se aplican a los caudales originalmente asumidos, hasta que la red quede balanceada.Para aplicar el mtodo de CROSS se utiliza la frmula:

Siendo: H la prdida de carga considerada en metros. r considerada como la constante de la clase de tubera y dimetro. Q es el caudal circulante en lts/seg.Para el anlisis del mtodo de HARDY CROSS, consideremos el caso ms sencillo de una red constituida por una sola malla o circuito.

Como los caudales Q1 y Q2 son asumidos, existir posibilidad de error por lo tanto debern ser verificados mediante la expresin de prdida de carga, y comprobar el cumplimiento de las condiciones que deben de satisfacer a toda la red mallada; es decir, en cada nudo y prdida de carga idnticas entre dos puntos cualquiera.Usaremos la convencin de signos positivo (+) para las prdidas resultante de los Q que circulan en el sentido horario y de signo negativo (-) en caso contrario.

Si Q1 y Q2 han asumido, de una manera que el sistema este balanceado se obtendr que con lo cual el problema estuviera resuelto.Si por lo contrario , los valores para Q1 y Q2 son incorrectos y tendremos que realizar las correcciones necesarias. Consideremos la magnitud de error como (q), este valor ser positivo (+) en exceso en un sentido de circulacin y negativo (-) en el otro sentido.

Generalizando la frmula se entiende para una red:

Siendo: q el factor de correccin. sumatoria de prdidas. r es un valor que depende del tipo de tubera, dimetro y longitud del tramo. Q es el caudal en lt/seg.Ejemplo:

Clculo de reas

Clculo de caudales de concentracin

Siendo: el caudal de entrada, 38lt/seg. rea total, 12,5 ha.

Clculo de caudales de circulacin

NDICEUNIDAD #11SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.1NOCIONES GENERALES:1PERODO DE DISEO3ANLISIS POBLACIONAL.4CRITERIOS BSICOS PARA EL DISEO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.10CIFRAS DE CONSUMO DE AGUA10CONSUMO O DEMANDA POR INCENDIO.11VARIACIONES PERIDICAS DE LOS CONSUMOS.12UNIDAD #214COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA14FUENTE DE ABASTECIMIENTO17TIPOS DE FUENTE DE ABASTECIMIENTO.17OBRAS DE CAPTACIN18DISEO DE OBRAS DE CAPTACIN DE AGUAS SUPERFICIALES19TIPOS DE ESTRUCTURAS FILTRANTES.20LNEAS DE ADUCCIN.21PLANTA DE TRATAMIENTO.21TANQUE DE ALMACENAMIENTO.21ESTACIN DE BOMBEO.21LNEAS DE CONDUCCIN.22REDES DE DISTRIBUCIN.22CLASES DE TUBERA22EN FUNCIN DEL MATERIAL DE TRABAJO22EN FUNCIN DE LAS PRESIONES DE TRABAJO23RUGOSIDAD DE LA TUBERA.23UNIDAD # 325LNEAS DE CONDUCCION A GRAVEDAD25LNEAS DE CONDUCCIN:25LNEAS DE CONDUCCIN POR GRAVEDAD.25CARGA DISPONIBLE.26CAUDAL DE DISEO.26CARACTERSTICAS HIDRULICAS26CLASES DE TUBERAS QUE SOPORTEN LAS PRESIONES HIDROSTTICAS.29CLASES DE TUBERIAS EN FUNCIN DEL MATERIAL.30PERFIL DE UNA LNEA DE CONDUCCIN POR GRAVEDAD31ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS DE LA LNEA DE CONDUCCIN33DISEO POR DEFLEXIN DE TUBERAS.34DISEO POR DEFLEXIN HORIZONTAL.34DISEO POR DEFLEXIN VERTICAL.36UNIDAD #438LNEA DE CONDUCCIN POR BOMBEO38DATOS GENERALES DE DISEO38CRITERIO DE DISEO38GASTOS DE DISEO39CARACTERSTICAS HIDRULICAS39DISEO HIDRULICO40ACCESORIOS DE LA CONDUCCIN.42TUBERAS.42PIEZAS ESPECIALES.42JUNTAS42CARRETES42EXTREMIDADES42TEES.42CRUCES.42CODOS.42REDUCCIONES.43COPLES.43TAPONES Y TAPAS.43VLVULAS.43VLVULA ELIMINADORA DE AIRE.43VLVULA DE INGRESO Y DESTITUCIN DE AIRE.43VLVULA DE NO RETORNO.43VLVULA DE SECCIONAMIENTO.43MECANISMOS PARA EL CONTROL DEL GOLPE DE ARIETE.43VLVULA ALIVIADORA DE PRESIN.43VLVULA ANTICIPADORA DEL GOLPE DE ARIETE.44CMARA DE AIRE.44INSTALACIN DE UN BY-PASS EN LA VLVULA DE NO RETORNO.44INSTALACIN DE UN BY-PASS EN LA PLANTA DE BOMBEO.44GOLPE DE ARIETE45CLCULO DEL GOLPE DE ARIETE46UNIDAD #552TANQUES DE ALMACENAMIENTO.52GENERALIDADES52A.CAPACIDAD DEL TANQUE521)VOLUMEN DE REGULACIN.522)VOLUMEN CONTRA INCENDIO.523)VOLUMEN DE RESERVA53UBICACIN DEL TANQUE53CLASES DE TANQUES53TANQUES SUPERFICIALES55TANQUES ELEVADOS55ACCESORIOS DEL TANQUE551.- TUBERA DE LLEGADA552. TUBERA DE SALIDA563.- TUBERA DE LIMPIEZA574.- TUBERA DE REBOSE575.- TUBERA DE VENTILACIN576.- MEDIDOR PRINCIPAL587.- OTROS ACCESORIOS58DISEO HIDRULICO58UNIDAD #661REDES DE DISTRIBUCIN61GENERALIDADES61RED RAMIFICADA62GENERALIDADES62CRITERIO DE DISEO63GASTOS DE DISEO63PRDIDAS DE CARGA63PRESIONES DISPONIBLES63DISEO HIDRULICO63RED MALLADA66GENERALIDADES66TIPOS DE REDES MALLADAS68CRITERIOS DE DISEO69DISEO DE UNA RED MALLADA CON UN CIRCUITO69


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