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TANQUE DE ALMACENAMIENTO

UNIDAD IX


9.1 Generalidades:Debido a que el consumo por parte de la población no es constante, sino que, varía según la hora del día, y dado que el suministro es un caudal teóricamente constante, es necesario la construcción de un tanque de almacenamiento que suministre agua a la hora de mayor consumo, para amortiguar los picos de la demanda máxima horaria en la red de distribución.

La función básica del tanque es almacenar agua en los períodos donde la demanda es menor que el suministro, de tal forma que en los períodos que la demanda sea mayor que el suministro, se complete el déficit con el agua almacenada en el tanque.

Además el almacenamiento permite brindar presiones adecuadas en la red de distribución y disponer de reserva ante eventualidades e interrupciones en el suministro de agua.

Los tanques pueden ser construido sobre el terreno (superficial, semi-enterado, enterados) si se dispone de un desnivel topográfico adecuado que permita el funcionamiento de la red de distribución bajo las normas adecuadas de presión. En el caso de no disponer de la condición topográfica anterior, se debe proyectar un tanque elevado, sobre torre.

Fig. 9.1Tanque sobre torre donde fue el Instituto Pedagógico de Diriamba

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El material de construcción del tanque puede ser de concreto, mampostería o metal; su forma puede ser rectangular o circular.

En teoría la red de distribución resulta más económica si el tanque se localiza en el centro de gravedad de la población; sin embargo, por razones de espacio, estética y seguridad, lo anterior casi nunca es posible.

Fig. 9.2

9.2 Tipos de tanque según su función:Cuando el tanque no ocupa el centro de gravedad de la red de distribución, puede tener varias funciones, según su localización.

9.2.1 Tanque distribuidor:Se tiene un tanque distribuidor cuando el agua llega a éste antes de llegar a la red de distribución, a como se indica en las figuras 9.3 y 9.4:

122


Fig. 9.3

9.2.2 Tanque de compensación:Este tipo de tanque se sitúa en el extremo opuesto de la entrada de agua a la red de distribución. Cuando el consumo es nulo, la totalidad del agua llega al tanque de compensación a través de la red de distribución.

Cuando el consumo se iguala al suministro, no entra ni sale agua del tanque y cuando el consumo es mayor que el suministro la población será surtida tanto por la línea directa, así como por el tanque de compensación.

Fig. 9.4Tanques reguladores de presión.

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9.3 Capacidad del tanque de almacenamiento:El volumen del tanque debe ser calculado en base a los datos de consumo de la población y su distribución horaria. La distribución horaria de consumo de una población depende en gran parte de las costumbres de sus habitantes.

En general se puede establecer que siempre se presentarán unas horas de máxima demanda que generalmente coinciden con las horas de las comidas.

Para el volumen del tanque hay que considerar:1. Volumen de compensación: Para compensar el caudal demandado a la hora

pico. Este debe calcularse considerando un 25% del consumo promedio diario, para poblaciones menores de 20,000 habitantes, según normas de INAA.

Para poblaciones mayores de 20,000 habitantes se recomienda aplicar el método de la curva integral, este método es muy específico para cada lugar, no se puede extrapolar de un sitio a otro.

2. Volumen de emergencia: Volumen necesario para cualquier emergencia, tal como: falla en el suministro eléctrico, ruptura de la línea de conducción fuente-tanque. Esta se calcula como un 15% del caudal promedio diario.

3. Volumen contra incendio, obligado en poblaciones mayores de 5,000 habitantes. Se calcula como el volumen de agua necesario para apagar un incendio que dure un período de 2 horas.

En el caso de áreas de vivienda, se toma como el volumen de agua que aporta un hidrante con cauda de 10 l/s, durante ese tiempo.

Ejemplo 9.1Determinar las dimensiones del tanque de almacenamiento de la red de abastecimiento de una comunidad de 1,600 habitantes. Sí la dotación es de 115 l/p-d. Considere un tanque sobre suelo y de forma cilíndrica.

Repuesta:1ro Se determina el caudal promedio diario:Qprom = 1600 hab * 115 l/p-d = 184,000 l/d = 184 m3/d

2do Se determinan los volúmenes necesarios a almacenar en el tanque:Volumen de compensación, como es una población menor de 20,000 habitantes, se considera un 25% del consumo promedio diario.

Vcomp = 0.25 * 184 m3/d = 46 m3

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El volumen de emergencia es el 15% del volumen promedio diario.

Vemerg = 0.15 * 184 m3/d = 27.6 m3

El volumen contra incendio no se considera para este caso, por el tamaño de la población. La población es menor de 5,000 habitantes.

Volumen total = Vcomp + Vemerg = 46 m3 + 27.6 m3 = 73.6 m3

3ro Dimensiones del tanque:Para un tanque cilíndrico es recomendable que el diámetro sea lo más similar que la altura, por razones económicas. Entonces se asume que la altura es igual al diámetro del tanque.

Volumen = (d2/4) h, sí H = d, tenemos:V = (d3) / 4 = 73.6 m3 de ahí que d = 4.54 m = 4.60 m

La altura útil de agua es 4.60 m, pero hay que considerar un volumen en la parte inferior del tanque, que permita acumular sedimento. Esta debe de andar entre 20 y 30 cm de altura. De forma similar en la parte superior, se debe dejar un borde libre, entre 30 y 50 cm. Por lo que el tanque propuesto será:

Fig. 9.5 a b

Esquema de un tanque Tanque de almacenamiento de

Sobre suelo 150,000 galones. Bahamas.

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Cuando la población es mayor de 20,000 habitantes, se tiene que considerar la curva integral para obtener el volumen de compensación. Esta curva integral se basa en la distribución horaria del consumo y suministro de agua en la red.

Para la aplicación del método de la Curva Integral se tiene que tener los valores de consumo acumulado en el período de las 24 horas del día. Esta curva tiene las siguientes características:

1. La curva siempre es ascendente2. La ordenada en cualquier punto representa el consumo total hasta ese

momento3. La pendiente en cualquier punto representa el consumo instantáneo.

Una vez determinada la curva integral del consumo se debe establecer la curva integral del suministro, la cual depende del tipo de tanque, si la alimentación del tanque es por gravedad o por bombeo.

Una de las características de la curva integral del suministro es que tiene una pendiente uniforme, es decir que el suministro es constante entre intervalos de tiempo característicos. Un ejemplo del trazado de la curva integral consumo y de suministro se muestra a continuación:

Gráfico No 9.1

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El análisis se puede realizar bajo dos condiciones, la primera es que el abastecimiento al tanque es por gravedad, acá el suministro es constante durante las 24 horas del día. El segundo caso en cuando es por bombeo y el bombeo se limita a cierta cantidad de horas del día, por ejemplo 16 horas al día.

1. Calculo de la capacidad del tanque:Los datos de la variación horaria del consumo, se expresan como un porcentaje del caudal diario. Estos porcentajes se acumulan, para graficarlos contra las horas del día.

La curva que se forma es la curva de demanda, la de suministro es constante durante todo el día cuando la alimentación del tanque es por gravedad. Esta en la grafica se representa como una línea recta y se forma de la unión del punto más bajo de la izquierda, con el punto más alto por la derecha.

En el segundo caso cuando el llenado del tanque se realiza por bombeo y este no dura las 24 horas del día, tenemos el suministro diario del tanque a la red dividido entre el número de hora de bombeo. En la grafica aparecerá como una línea recta en los tramos donde hay bombeo y una línea recta horizontal cuando no hay bombeo.

Ejemplo 9.2:Determinación del volumen del tanque de almacenamiento para una comunidad de 22,000 habitantes, la alimentación del tanque es por gravedad. La dotación es de 125 l/p-d. Los datos de la variación horaria se muestran en la siguiente tabla 9.1.

Tabla 9.1Tiempo Consumo

horarioTiempo Consumo



horarioHora % hora % Hora % hora %0 – 1 1.0 6 – 7 9.5 12 – 13 9.0 18 – 19 5.01 – 2 1.0 7 – 8 8.0 13 – 14 5.0 19 – 20 9.02 – 3 1.0 8 – 9 7.0 14 - 15 3.0 20 – 21 8.53 – 4 1.0 9 – 10 4.0 15 – 16 2.5 21 – 22 2.04 – 5 2.0 10 – 11 3.0 16 – 17 3.0 22 - 23 1.55 – 6 4.0 11 - 12 5.5 17 - 18 3.5 23 – 24 1.0

* Estos datos de variación horaria es específico para cada comunidad.

Resultado:Cálculo del caudal promedio diario:

Qprom = 22,000 hab x 125 l/pd = 2,750,000 l/d = 2,750 m3/d

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Volumen del tanque:

- Volumen de compensación:

Para poblaciones mayores de 20,000 habitantes se utiliza la curva de modulación y para su construcción tomaremos los datos de la tabla de distribución horaria. Esta tabla es específica para cada lugar, ya que varía con los aspectos culturas y económico de cada lugar.

En la siguiente tabla se muestran los porcentajes de consumo y consumo acumulados en las columnas 2 y3 a lo largo de las 24 horas del día, considerando una alimentación constante por gravedad hacia el tanque. Al mismo tiempo se muestra el suministro a la red en la columna 4 y 5. En la columna 6 se muestra la diferencia entre el porcentaje acumulado de suministro y consumo.

En la columna 7 se acumula los valores de la columna 6. Finalmente en la última columna se obtiene el volumen a almacenar. Para obtener los valores de esta columna se suma el valor negativo más grande en forma positiva a cada uno de los valores de la columna 7 de la tabla No 9.2.

Tabla No 9.2Tiempo C C S S (S-C) S-C) Volumen

Hora % % % % %1 2 3 4 5 6 7 8

0 – 1 1.0 1.0 4.167 4.167 3.167 3.17 11.171 – 2 1.0 2.0 4.167 8.333 3.167 6.33 14.332 – 3 1.0 3.0 4.167 12.50 3.167 9.50 17.503 – 4 1.0 4.0 4.167 16.667 3.167 12.67 20.674 – 5 2.0 6.0 4.167 20.833 2.167 14.83 22.835 – 6 4.0 10.0 4.167 25.00 0.167 15.00 23.006 -7 9.5 19.5 4.167 29.167 -5.333 9.67 17.677 – 8 8.0 27.5 4.167 33.333 -3.833 5.83 13.838 – 9 7.0 34.5 4.167 37.50 -2.833 3.00 11.00

9 – 10 4.0 38.5 4.167 41.667 0.167 3.17 11.1710 – 11 3.0 41.5 4.167 45.833 1.167 4.33 12.3311 – 12 5.5 47.0 4.167 50.00 -1.333 3.00 11.0012 – 13 9.0 56.0 4.167 54.167 -4.833 -1.83 6.1713 – 14 5.0 61.0 4.167 58.333 -0.833 -2.67 5.3314 – 15 3.0 64.0 4.167 62.50 1.167 -1.50 6.5015 – 16 2.5 66.5 4.167 66.667 1.667 0.17 8.1716 – 17 3.0 69.5 4.167 70.833 1.167 1.33 9.3317 – 18 3.5 73.0 4.167 75.00 0.667 2.00 10.00 18 – 19 5.0 78.0 4.167 79.167 -0.833 1.17 9.1719 – 20 9.0 87.0 4.167 83.333 -4.833 -3.67 4.3320 – 21 8.5 95.5 4.167 87.50 -4.333 -8.00 0.0021 – 22 2.0 97.5 4.167 91.667 2.167 -5.83 2.1722 – 23 1.5 99.0 4.167 95.833 2.667 3.17 4.8323 – 24 1.0 100.0 4.167 100.00 3.167 0.00 8.00

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Columna 1: Intervalos de tiempoColumna 2: Consumo horario en porcentajeColumna 3: Curva integral de consumo (porcentajes acumulados)Columna 4: Suministro horario continúo en porcentajeColumna 5: Curva integral de suministro (porcentajes acumulados)Columna 6: Déficit = Suministro - consumoColumna 7: Déficit acumulado (El volumen del tanque es la suma de

los dos valores extremos, positivo y negativo, ambos con signo positivo)

Columna 8: Volumen de agua en el tanque

Para expresarlo en forma gráfica se utilizan las columnas 1 y 3 de la tabla anterior y nos queda una gráfica como la siguiente:

Gráfico No 9.2

El volumen de compensación según la curva integral, corresponde a un 23% del caudal promedio diario. Este valor se puede obtener de la tabla de calculo y de la gráfica, este último sumando las máxima separaciones verticales entre la línea de consumo y la de suministro. Esas distancias verticales se obtienen trazando línea paralela a la de suministro y que sea tangente a la curva de demanda, donde se separan más tanto en la parte superior, como en la parte inferior.

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Volumen adicional para incendios.

En poblaciones pequeñas es innecesario y antieconómico prever un volumen adicional en el tanque de almacenamiento para satisfacer las necesidades del volumen de agua requerido para atender satisfactoriamente un incendio.

En el caso de ser necesaria la provisión de este volumen de agua, se debe tener en cuenta que la presión requerida en los hidrantes puede ser obtenida mediante bombas del cuerpo de bomberos.

Un hidrante debe descargar como mínimo 5 l/s y estar montado sobre una tubería de diámetro mínimo de 3”. Por otra parte, el volumen adicional debe corresponder a un incendio de 2 horas de duración.

Para poblaciones comprendidos entre 10000 y 20000 habitantes, un incendio se considera servido por 2 hidrantes. Para poblaciones mayores de 20000 habitantes, se debe prever la posibilidad de dos incendio simultáneos así: un incendio en zona industrial atendido por 4 hidrantes y otro incendio en zona residencial atendido por dos hidrantes.

Tabla No 9.3Rango de Población Caudales Caudales por toma

de a gpm (lps) gpm (lps) gpm (lps)0 5000 No se considera5000 10000 80 (5) 200 (13) 1 toma de 150 (9)10000 15000 200 (13) 550 (35) 1 toma de 250 (16)15000 20000 350 (22) 550 (35) 2 tomas de 250 c/u (16)20000 30000 550 (35) 1000 (63) 3 tomas de 250 c/u (16)30000 50000 1000 (63) 1500 (95) 2 tomas de 500 c/u (31)

50000 100000 y más 1500 y más (95)3 tomas de 500 c/u (31) de acuerdo a la importancia del lugar

Fuente: INAA. Normas técnicas para el diseño de abastecimiento y potabilización del agua (NTON 09003-99).

Volumen adicional para emergencia.

El criterio para la determinación del volumen adicional necesario para atender emergencia depende de las condiciones de la localidad y del criterio mismo del diseñador. Si se ha detener en cuenta este volumen, se puede tomar un 25% a 30% de la suma de los volúmenes determinados anteriormente para cubrir la demanda horaria y la demanda de incendios de la población.

Ejemplo 9.3:

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De la gráfica No 9.2 se obtiene que la zona inferior la distancia vertical que corresponde al 15% y en la parte superior que corresponde a un 8%, para un total del 23%.

Volumen de compensación:Vcomp = 0.23 x 2,750 m3/d = 632.5 m3

Volumen de emergencia:Vemerg = 0.15 x 2,750 m3/d = 412.5 m3

Volumen contra incendio:Vc-i = q x 2 horas = 10 l/s x 2 hrs * 360 s/hr = 72,000 l = 72 m3

Volumen total:V = Vcomp + Vemerg + Vc-i = 632.5 + 412.5 + 72 = 1117 m3

Dimensiones:Considerando un tanque de forma cilíndrica y el diámetro similar a la altura, por lo tanto:

H = d

V = 1117 m3 = d3 / 4

y d = Diámetro = 10.25 m

Altura total:Altura útil = d = 10.25 mAltura de rebose = 0.50 mAltura de agua en el fondo = 0.30 m

TOTAL = 11.05 m

9.4- Clase y tipos de tanques:

9.4.1- Clases de tanques.

Las clases de tanque de acuerdo a los materiales de construcción se clasifican en:

Mampostería: Se recomienda construir tanque de este material en aquellas localidades donde se disponga de piedra bolón o piedra cantera. No deberá tener altura mayor de 2.5 m.

Hormigón armado: En la construcción de tanque con este material se debe considerar la permeabilidad del terreno y no deberá tener altura mayor de 3.0 m.

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Acero: Se propone construir tanque de acero cuando en la localidad no se disponga de materiales locales como en los casos anteriores y por razones de requerimiento de presiones de servicio.

Plástico: Se propone el dimensionamiento de tanques plásticos en aquellos lugares como casas unipersonales, hoteles, y comunidades de pequeña población de al menos unos 50 habitantes por localidad, estos tanques se deben diseñar en torres para brindar un servicio adecuado de presiones.

9.4.2- Tipos de tanques:

Tanques sobre el suelo.

Se recomienda este tipo de tanque en los casos siguientes:

Cuando la topografía del terreno lo permita y en comunidades rurales que dispongan localmente de materiales de construcción como piedra bolón o cantera.

En el diseño de los tanques sobre el suelo debe de considerarse lo siguiente:

1. Cuando la entrada y salida de agua es por medio de tuberías separadas, estas se ubicaran e los lados opuestos con la finalidad de permitir la circulación del agua.

2. Debe considerarse un paso directo y el tanque conectado tipo puente (by-pass), de tal manera que permita mantener el servicio mientras se efectué el lavado o reparación del tanque.

3. La tubería de rebose descargara libremente sobre una plancha de concreto para evitarla erosión del suelo.

4. Se instalara válvulas de compuerta en todas las tuberías, limpieza, entrada y salida con excepción de la de rebose, y se recomienda que las válvulas y accesorios sean tipo brida.

5. Se debe de considerar los demás accesorios como; escaleras, respiraderos, indicador de niveles y acceso con su tapadera.

6. Se recomienda que los tanques tengan una altura máxima de 3.0 m, con un borde libre de 0.50 m y deberá estar cubiertos con una losa de concreto. En casos especiales se construirán tanques de acero sobre el suelo.

A continuación se muestra un esquema de tanque sobre el suelo:

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Fig. 9.6

Tanques elevados.

En el diseño de tanques elevados que generalmente son de acero debe considerarse lo siguiente.

El nivel mínimo de agua en el tanque debe ser capaz de lograr presiones adecuadas en la red de distribución.

Se debe emplear la misma tubería de entrada y salida del agua, en el caso que el sistema fuese del tipo fuente-red-tanque.

La tubería de rebose descargara libremente sobre una plancha de concreto para evitar la erosión del suelo.

Se instalaran válvulas de compuertas en todas las tuberías, exceptuando la de rebose y se recomienda que todas las válvulas y accesorios sean tipo brida.

Debe considerarse los demás accesorios como: escaleras, dispositivos de ventilación, acceso con su tapadera, indicador de niveles y en casos especiales una luz roja para prevenir accidentes aéreos en vuelos nocturnos.

Las escaleras exteriores deben tener protección adecuada y se diseñan dispositivos que permitan controlar el nivel máximo y mínimo del agua en el tanque.

Fig. 9.7

133


Tipo cisterna para almacenar agua de lluvia.

Este tipo de almacenamiento se recomienda en pequeñas granjas o comunidades rurales donde se carece de aguas superficiales o subterráneas, por lo tanto el agua de lluvia es la fuente disponible de abastecimiento local.

El agua de lluvia que escurre en los sistemas de techos se conduce a través de canales y duchotas de bajantes a las cisternas de almacenamiento situado sobre el piso o soterrado.

La cisterna puede ser construida de mampostería u hormigón armado, en ella se puede emplazar un bomba de mano de acción directa o de mecate para la distribución de agua.

9.4.3- Cálculo de la capacidad del tanque elevado (alimentación por bombeo).

Cuando se tiene un tanque elevado, la forma de alimentación usualmente será por bombeo con empleo de dos tanques: el tanque de succión y el tanque elevado. La forma de operación del bombeo tiene implicaciones económicas, ya que entre mayor sea el número de horas de bombeo represente una menor capacidad del tanque, pero esto implica mayores costos de operación del sistema de bombeo.

En el caso de que el bombeo sea continuo durante el día, la determinación del volumen del tanque elevado será idéntica a la del caso del tanque superficial alimentado por gravedad.

Gráfico No 9.3

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9.4.4.- Dimensionamiento del tanque superficial.

Luego de haber obtenido el volumen total del tanque se debe hacer un predimensionamiento, el cual depende de consideraciones de tipo económico:

A mayor profundidad, mayor será el costo de los muros perimetrales y menor será el costo de las placas de fondo y de cubierta.

A menor profundidad, mayor será el costo de las placas de cubierta y fondo y menor será el costo de los muros perimetrales.

Ejemplo 9.4:Se desea diseñar un tanque superficial suministrado por gravedad, para un caudal de diseño igual a 13 l/s.

La distribución horaria del consumo (expresado como un porcentaje del caudal máximo horario) se da continuación.

Como el suministro es por gravedad el sistema trabajara las 24 horas del día por lo tanto se obtiene el siguiente cuadro:

Tabla No 9.4

Hora C(%) C(%) S(%) S(%) (S-C) (S-C) V(%)

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(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)0-1 1 1 4.17 4.17 3.17 3.17 11.171-2 1 2 4.17 8.33 3.17 6.33 14.332-3 1 3 4.17 12.50 3.17 9.50 17.503-4 1 4 4.17 16.67 3.17 12.67 20.674-5 2 6 4.17 20.83 2.17 14.83 22.835-6 4 10 4.17 25.00 0.17 15.00 23.006-7 9.5 19.5 4.17 29.17 -5.33 9.67 17.677-8 8 27.5 4.17 33.33 -3.83 5.83 13.838-9 7 34.5 4.17 37.50 -2.83 3.00 11.00

9-10 4 38.5 4.17 41.67 0.17 3.17 11.1710-11 3 41.5 4.17 45.83 1.17 4.33 12.3311-12 5.5 47 4.17 50.00 -1.33 3.00 11.0012-13 9 56 4.17 54.17 -4.33 -1.83 6.1713-14 5 61 4.17 58.33 -0.83 -2.67 5.3314-15 3 64 4.17 62.50 1.17 -1.50 6.5015-16 2.5 66.5 4.17 66.67 1.67 0.17 8.1716-17 3 69.5 4.17 70.83 1.17 1.33 9.3317-18 3.5 73 4.17 75.00 0.67 2.00 10.0018-19 5 78 4.17 79.17 -0.83 1.17 9.1719-20 9 87 4.17 83.33 -4.83 -3.67 4.3320-21 8.5 95.5 4.17 87.50 -4.33 -8.00 0.0021-22 2 97.5 4.17 91.67 2.17 -5.83 2.1722-23 1.5 99 4.17 95.83 2.67 -3.17 4.8323-24 1 100 4.17 100.00 3.17 0.00 8.00

Columna 1: Intervalo de tiempo.Columna 2: Consumo horario (en dependencia del estudio de la localidad).Columna 3: Columna 2 .curva integral del consumo.Columna 4: 100%/24 = suministro horario continuo.Columna 5: Columna 4.curva integral del suministro.Columna 6: (Columna 4 – Columna 2) = Déficit horario + acumulado – descarga.Columna 7: Columna 6. Déficit acumulado, se observa el punto de máximo déficit (-8%) y el máximo sobrante (15%). El volumen del tanque es la suma de los valores anteriores (23%).Columna 8: El punto de máximo déficit (8% +/- columna 6). Se obtiene el volumen máximo en el punto de máximo sobrante en este caso esta en la hora (5-6).

Nota: Esta distribución es valido para suministro por bombeo continuo las 24 horas del día por lo tanto se puede aplicar para un bombeo continuo.

El gráfico del volumen del tanque superficial será entonces:

Gráfico No 9.4

136


Con el resultado del grafico se prosigue a determinar el volumen de diseño del tanque

Volumen del tanque

Volumen por consumo domestico:

Caudal =

% consumo medio diario por curva es igual a 23%d

Volumen por consumo domestico =

Volumen para incendio (2 hidrantes de 5 l/s cada uno durante 2 horas):

Volumen para incendio =

Volumen de emergencia (25% de los dos anteriores):

Volumen de emergencia =

Volumen total del tanque

Vol = (258.34 + 72 + 82.59) = 412.93m3

Predimensionamiento del tanque superficial (sección cuadrada, material concreto reforzado).

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La constante de la capacidad de almacenamiento del tanque es:

k = 1.8

Para una sección cuadrada el lado igual a 11.41m probablemente resulte ser muy ancho, por lo que seria mejor diseñar dos tanques, habida cuenta de que además es mejor tener dos tanques para realizar las labores de mantenimiento.

Dimensiones finales

Perfil final:

Predimensionamiento del tanque superficial (sección circular, material acero).

k = 1.8

Perfil final:

Fig. No 9.8

138


Ejemplo 9.5:Se desea diseñar un tanque elevado suministrado por bombeo, para un caudal de diseño igual a 13 l/s. Cuando se habla e tanque elevado suministrado por bomba, este podemos decir que estará en la parte mas alta (cota), o estará encima de una torre La distribución horaria del consumo (expresado como un porcentaje del caudal máximo horario) se da continuación. Como el suministro es por bombeo sistema trabajara 8 horas del día por lo tanto se obtiene el siguiente cuadro:

Tabla No 9.5Hora C(%) C(%) S(%) S(%) (S-C) (S-C) V(%)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)0-1 1 1 0.00 0.00 -1.0 -1.0 15.51-2 1 2 0.00 0.00 -1.0 -2.0 14.52-3 1 3 0.00 0.00 -1.0 -3.0 13.53-4 1 4 0.00 0.00 -1.0 -4.0 12.54-5 2 6 0.00 0.00 -2.0 -6.0 10.55-6 4 10 0.00 0.00 -4.0 -10.0 6.56-7 9.5 19.5 12.5 12.5 3.0 -7.0 9.57-8 8 27.5 12.5 25.0 4.5 -2.5 14.08-9 7 34.5 12.5 37.5 5.5 3.0 19.5

9-10 4 38.5 12.5 50.0 8.5 11.5 28.010-11 3 41.5 0.00 50.0 -3.0 8.5 25.011-12 5.5 47 0.00 50.0 -5.5 3.0 19.512-13 9 56 0.00 50.0 -9.0 -6.0 10.513-14 5 61 0.00 50.0 -5.0 -11.0 5.514-15 3 64 0.00 50.0 -3.0 -14.0 2.515-16 2.5 66.5 0.00 50.0 -2.5 -16.5 0.016-17 3 69.5 12.5 62.5 9.5 -7.0 9.517-18 3.5 73 12.5 75.0 9 2.0 18.518-19 5 78 12.5 87.5 7.5 9.5 26.019-20 9 87 12.5 100.0 3.5 13.0 29.520-21 8.5 95.5 0.00 100.0 -8.5 4.5 21.021-22 2 97.5 0.00 100.0 -2.0 2.5 19.022-23 1.5 99 0.00 100.0 -1.5 1.0 17.523-24 1 100 0.00 100.0 -1.0 0.0 16.5

Columna 1: Intervalo de tiempo.

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Columna 2: Consumo horario (en dependencia del estudio de la localidad).Columna 3: Columna 2. Curva integral del consumo.Columna 4: 100%/8 = suministro horario continuo.Columna 5: Columna 4. Curva integral del suministro.Columna 6: (Columna 4 – Columna 2) = Déficit horario + acumulado – descarga.Columna 7: Columna 6. Déficit acumulado, se observa el punto de máximo déficit (-16.5%) y el máximo sobrante (13%). El volumen del tanque es la suma de los valores anteriores (29.5%).Columna 8: El punto de máximo déficit (16.5% +/- columna 6). Se obtiene el volumen máximo en el punto de máximo sobrante en este caso esta en la hora (19-20).

Nota: Esta distribución es valido para suministro por bombeo durante 10, 12,14,16,18,20,22 horas del día por lo tanto se puede aplicar para tanque elevado suministrado por bombeo.

El gráfico del volumen del tanque elevado será entonces:

Gráfico No 9.5

Con el resultado del grafico se prosigue a determinar el volumen de diseño del tanque

Volumen del tanque


Caudal =

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% consumo medio diario por curva es igual a 29.5%d




Volumen de emergencia (25% de los dos anteriores):



Vol = (331.34 + 72 + 100.84) = 504.17m3

Predimensionamiento del tanque elevado (sección cuadrada, material concreto reforzado).

La capacidad de almacenamiento del tanque es

k = 1.8

Para una sección cuadrada el lado igual a 12 m probablemente resulte ser muy ancho, por lo que seria mejor diseñar dos tanques, habida cuenta de que además es mejor tener dos tanques para realizar las labores de mantenimiento.

Dimensiones finales

Predimensionamiento del tanque elevado (sección circular, material acero).

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La constante de la capacidad de almacenamiento del tanque es

k = 1.8

Ejemplo 9.6: Se desea diseñar un tanque superficial suministrado por bombeo, para un caudal de diseño igual a 13 l/s, (utilice las normas del INAA).

Volumen del tanque


Caudal =

% consumo medio diario por curva es igual a 25%d




Volumen de emergencia ( por normas es el 15 de los dos anteriores):



Vol = (280.8 + 72 + 52.92) = 405.72m3

Predimensionamiento del tanque superficial (sección cuadrada, material concreto reforzado).

k = 1.8

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Para una sección cuadrada el lado igual a 11.35 m probablemente resulte ser muy ancho, por lo que seria mejor diseñar dos tanques, habida cuenta de que además es mejor tener dos tanques para realizar las labores de mantenimiento.

Dimensiones finales

Predimensionamiento del tanque superficial (sección circular, material acero).

k = 1.8

9.5 EJERCICIOS PROPUESTOS.

Ejercicio 9.1: Para el municipio el Morrito, dimensione un tanque superficial suministrado por gravedad, para un caudal de diseño igual a 6.84 l/s

Establezca la distribución horaria del consumo igual al del ejemplo 9.4 (expresado como un porcentaje del caudal máximo horario).

Ejercicio 9.2: Para la urbanización “E l Valle”, dimensione un tanque superficial suministrado por bombeo, para un caudal igual a 3.12 l/s, (utilice las normas del INAA).

Dibuje el perfil con sus dimensiones.

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Ejercicio 9.3: Para un caudal de diseño igual a 10 l/s, dimensiones un tanque elevado suministrado por bombeo para 10 horas de trabajo de la bomba.

Establezca la distribución horaria del consumo igual al del ejemplo 9.4 (expresado como un porcentaje del caudal máximo horario), distribuya a criterio personal el ciclo de la bomba.


Ejercicio 9.4: Para el municipio el Morrito, dimensione un tanque elevado suministrado por bombeo para 12 horas de trabajo de la bomba, el caudal de diseño es igual a 6.84 l/s.

Establezca la distribución horaria del consumo igual al del ejemplo 9.4 (expresado como un porcentaje del caudal máximo horario), distribuya a criterio personal el ciclo de la bomba.


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