Abastecimiento 4 Captac Conducc Reserv[1]

PARTE 4PARTE 4

ESTRUCTURAS HIDRAULICAS ESTRUCTURAS HIDRAULICAS -- IICAPTACION, LINEA DE CONDUCCION Y CAPTACION, LINEA DE CONDUCCION Y

RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO DE AGUARESERVORIO DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

ABASTECIMIENTO DE AGUAABASTECIMIENTO DE AGUA

CURSO NTEGRADORCURSO NTEGRADORPROYECTO INMOBILIARIO DE EDIFICACIONES DE INTERES SOCIALPROYECTO INMOBILIARIO DE EDIFICACIONES DE INTERES SOCIAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIADEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA E HIDROLOGIA

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ESQUEMA DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

HIDRANTE PUBLICO

Fuente: “SISTEMAS DE AGUA POTABLE”, CESAR MARRON

LINEA DE CONDUCCION

LINEA DE ADUCCION

RED DE DISTRIBUCION

CAPTACION

RESERVORIO

HIDRANTE PUBLICO



TIPOS DE TIPOS DE CAPTACICAPTACIÓÓNN

Y Y CONDUCCICONDUCCIÓÓNN

EN EN SISTEMAS SISTEMAS

PRINCIPALESPRINCIPALES



1. OBRAS DE CONDUCCION1. OBRAS DE CONDUCCION

2. OBRAS DE RETENCION O ALMACENAMIENTO 2. OBRAS DE RETENCION O ALMACENAMIENTO TEMPORALTEMPORAL

OBRAS HIDRAULICAS OBRAS HIDRAULICAS (*)(*)

A. CLASIFICACIONA. CLASIFICACION

B. ENSAYOS DE LABORATORIOB. ENSAYOS DE LABORATORIO

C. OPERACIC. OPERACIÓÓN Y MANTENIMIENTON Y MANTENIMIENTO

(*)(*) LA INGENIERIA DE LOS PROYECTOS HIDRAULICOS, Rafael RODRIGUEZ BORIES



OBRAS HIDRAULICASOBRAS HIDRAULICAS

ØØ La La ingenieringenieríía de losa de los proyectos hidrproyectos hidrááulicosulicos, a , a travtravéés de las obras hidrs de las obras hidrááulicas que concibe y ulicas que concibe y realiza realiza es laes la rama de la ingenierrama de la ingenieríía que tiene a que tiene mayor influencia sobre la salud, el bienestar mayor influencia sobre la salud, el bienestar y la seguridad del genero humanoy la seguridad del genero humano. .

ØØ Los Los proyectos tienen el compromiso deproyectos tienen el compromiso deproponer y realizar las obras que permitan proponer y realizar las obras que permitan garantizar la supervivencia de las futuras garantizar la supervivencia de las futuras generaciones.generaciones.

ALCANCESALCANCES



A.1. OBRAS DE CONDUCCIONA.1. OBRAS DE CONDUCCION

ØØ Se clasifican de acuerdo a la forma de Se clasifican de acuerdo a la forma de transportar el flujo en:transportar el flujo en:a.a. Transporte con flujo libreTransporte con flujo libreb.b. Transporte con flujo a presiTransporte con flujo a presióónn

TRANSPORTE CON FLUJO LIBRETRANSPORTE CON FLUJO LIBRE TRANSPORTE CON FLUJO A PRESIONTRANSPORTE CON FLUJO A PRESION

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



ØØ La necesidad de este tipo de obras se debe a la La necesidad de este tipo de obras se debe a la variabilidad estacional que se presenta en la variabilidad estacional que se presenta en la fuente hfuente híídrica que contrastan con la demanda drica que contrastan con la demanda casi uniforme de la poblacicasi uniforme de la poblacióón en un an en un añño pero o pero fluctuante en el dfluctuante en el díía y que, por otro lado, no es a y que, por otro lado, no es coincidente con la demanda agrcoincidente con la demanda agríícola.cola.

A.2.A.2. OBRAS DE RETENCION O OBRAS DE RETENCION O ALMACENAMIENTO TEMPORALALMACENAMIENTO TEMPORAL

ØØ Los volLos volúúmenes a guardar para el caso de la menes a guardar para el caso de la demanda anual o estacional son mucho mayores demanda anual o estacional son mucho mayores que en el caso de la demanda diaria.que en el caso de la demanda diaria.

ØØ Las obras que Las obras que atienden este tipo atienden este tipo de necesidad son de necesidad son construidas de construidas de material diverso y material diverso y de muy variados de muy variados tamatamañños.os.



ØØ El tiempo, aparte del sistema de coordenadas El tiempo, aparte del sistema de coordenadas espaciales, es una variable que debe ser espaciales, es una variable que debe ser considerada debido a que el agua es un considerada debido a que el agua es un elemento esencialmente melemento esencialmente móóvil.vil.

B.B. ENSAYOS DE LABORATORIOENSAYOS DE LABORATORIO

ØØ Los ensayos y el modelado se tornan Los ensayos y el modelado se tornan indispensables cuando existe un transporte de indispensables cuando existe un transporte de ssóólidos: erosilidos: erosióón, sedimentacin, sedimentacióón, purga de n, purga de desarenadoresdesarenadores, , colmatacicolmatacióónn de embalses, etc.de embalses, etc.

ØØ El modelo cumple El modelo cumple un funciun funcióón n diddidááctica al permitir ctica al permitir visualizar los visualizar los sistemas sistemas hidrhidrááulicos y ulicos y ponderar la ponderar la interacciinteraccióón con la n con la realidad.realidad.

MODELO FISICO/NUMERICO DE UN DESARENADOR



ØØ La ingenierLa ingenieríía crea obras a crea obras artificiales que son artificiales que son afectadas por el tiempo.afectadas por el tiempo.

ØØ Los elementos estructurales y mecanismos estLos elementos estructurales y mecanismos estáán n disediseññados para comportarse adecuadamente y ados para comportarse adecuadamente y funcionar adecuadamente cuando las exigencias se funcionar adecuadamente cuando las exigencias se encuentran dentro de los alcances del diseencuentran dentro de los alcances del diseñño. El o. El factor de seguridad reduce la posibilidad de fallacuando se sobrepasan los limites establecidos.cuando se sobrepasan los limites establecidos.

C.C. OPERACIOPERACIÓÓN Y MANTENIMIENTON Y MANTENIMIENTO

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

ØØ La La confianza en una obra de ingenierconfianza en una obra de ingenieríía civila civil no no puede descansar puede descansar úúnicamente en un buen disenicamente en un buen diseñño y o y en una construccien una construccióón adecuada sino tambin adecuada sino tambiéén, en la n, en la aplicaciaplicacióón estricta de un programa de operacin estricta de un programa de operacióón y n y mantenimiento. mantenimiento.



CAPTACIONCAPTACION



CAPTACIONCAPTACION

Se realiza mediante estructuras de captación que permiten derivar el caudal de diseño de la fuente de abastecimiento de forma directa o con obras de regulación.

GALERIA FILTRANTE

El caudal de diseño es por lo general el caudal máximo diario : QDISEÑO = Qmd=K1Qm

BOCATOMA



CAPTACION ...CAPTACION ...

La La FUENTE DE FUENTE DE ABASTECIMIENTOABASTECIMIENTO de agua de agua es el elemento mes el elemento máás s importante del sistema de importante del sistema de abastecimiento y debe abastecimiento y debe quedar asegurada de tal quedar asegurada de tal forma que se garantice el forma que se garantice el abastecimiento de la abastecimiento de la poblacipoblacióón futura de disen futura de diseñño.o.

La La calidad de las aguascalidad de las aguasa suministrarse deben a suministrarse deben adecuarse a las adecuarse a las regulaciones para uso regulaciones para uso de consumo humano: de consumo humano: Ley de Aguas del Ley de Aguas del Ministerio de Ministerio de Agricultura,Agricultura,……




En la etapa de selecciEn la etapa de seleccióón de la n de la FUENTE DE FUENTE DE ABASTECIMIENTOABASTECIMIENTO de agua se debe tener presente de agua se debe tener presente los registros hidrollos registros hidrolóógicos histgicos históóricos, geologricos, geologíía de la a de la zona, riesgo szona, riesgo síísmico, smico, …… ademademáás de evaluar las s de evaluar las alternativas para suplir las deficiencias.alternativas para suplir las deficiencias.

El origen de las aguas de la fuente pueden ser:El origen de las aguas de la fuente pueden ser:

1.11.1 AGUAS SUPERFICIALESAGUAS SUPERFICIALES1.21.2 AGUAS SUBTERRANEASAGUAS SUBTERRANEAS

1.2.11.2.1 Pozos ProfundosPozos Profundos1.2.21.2.2 Pozos ExcavadosPozos Excavados1.2.31.2.3 GalerGaleríías Filtrantesas Filtrantes1.2.41.2.4 Manantiales, PuquManantiales, Puquííos o os o JagueyesJagueyes




1.11.1 AGUAS SUPERFICIALESAGUAS SUPERFICIALES

-- Estas obras, en lo posible, Estas obras, en lo posible, deben evitar modificar el flujo deben evitar modificar el flujo normal del rnormal del ríío, se deben de o, se deben de controlar los efectos de la controlar los efectos de la erosierosióón y sedimentacin y sedimentacióón.n.

-- Toda toma debe contar con una rejilla y un Toda toma debe contar con una rejilla y un sistema de control y regulacisistema de control y regulacióón. En los rn. En los rííos de os de poco tirante debe proveerse de estructuras de poco tirante debe proveerse de estructuras de represamientorepresamiento..

-- La toma de lagos y embalses debe ubicarse lo La toma de lagos y embalses debe ubicarse lo mmáás alejado de posible de descargas de s alejado de posible de descargas de llííquidos quidos cloacalescloacales o de otros deshechos.o de otros deshechos.




1.21.2 AGUAS SUBTERRANEAS AGUAS SUBTERRANEAS ……1.2.11.2.1 Pozos ProfundosPozos Profundos

Su ubicaciSu ubicacióón se fundamenta en los n se fundamenta en los estudios e investigaciestudios e investigacióón de las aguas n de las aguas subterrsubterrááneas.neas.La construcciLa construccióón debe evitar el n debe evitar el arenamientoarenamiento futuro del pozo.futuro del pozo.Todo pozo deberTodo pozo deberáá ser aforado despuser aforado despuéés s de un bombeo continde un bombeo continúúo mo míínimo de 72 nimo de 72 horas.horas.El rendimiento definitivo se obtiene de El rendimiento definitivo se obtiene de la evaluacila evaluacióón de los pozos de prueba.n de los pozos de prueba.




1.21.2 AGUAS SUBTERRANEAS AGUAS SUBTERRANEAS ……1.2.21.2.2 Pozos ExcavadosPozos Excavados

El diEl diáámetro mmetro míínimo de excavacinimo de excavacióón es n es 1.50 m.1.50 m.En caso de requerirse revestimiento se En caso de requerirse revestimiento se harharáán perforaciones en la zona situada n perforaciones en la zona situada en estrato permeable. Se recomienda en estrato permeable. Se recomienda que sean de 25 a 50 que sean de 25 a 50 mmmm de dide diáámetro metro espaciadas a 20 espaciadas a 20 cmcm de centro a centro.de centro a centro.Cuando se instale un bomba dentro del Cuando se instale un bomba dentro del pozo serpozo seráá necesario proteger el agua necesario proteger el agua de la contaminacide la contaminacióón mediante una n mediante una plataforma de operaciplataforma de operacióón con una altura n con una altura superior al nivel msuperior al nivel mááximo del agua del ximo del agua del subsuelo.subsuelo.




1.21.2 AGUAS SUBTERRANEAS AGUAS SUBTERRANEAS ……1.2.31.2.3 GalerGaleríías Filtrantesas Filtrantes

Se diseSe diseññaran de acuerdo al corte aran de acuerdo al corte geolgeolóógico, obtenido mediante gico, obtenido mediante perforaciones de prueba de acuerdo al perforaciones de prueba de acuerdo al estudio del rendimiento el acuestudio del rendimiento el acuíífero.fero.El diEl diáámetro mmetro míínimo de las tubernimo de las tuberíías a as a utilizarse es de 300 utilizarse es de 300 mmmm, con , con perforaciones de 25 perforaciones de 25 mmmm a 50 a 50 mmmmespaciadas a 10 espaciadas a 10 cmcm, a 20 cm. La , a 20 cm. La velocidad mvelocidad mááxima serxima seráá de 0.60 m/s.de 0.60 m/s.Se proveerSe proveeráá de cde cáámaras de inspeccimaras de inspeccióón n espaciadas convenientemente espaciadas convenientemente dependiendo del didependiendo del diáámetro de la tubermetro de la tuberíía a y no a mayores de 100m.y no a mayores de 100m.CORTE CORTE

TRANSVERSALTRANSVERSAL




1.21.2 AGUAS SUBTERRANEAS AGUAS SUBTERRANEAS ……1.2.41.2.4 Manantiales, Puquiales o Manantiales, Puquiales o JagueyesJagueyes

El manantial es una formaciEl manantial es una formacióón superficial, en lan superficial, en laque sin la intervencique sin la intervencióón del hombre, brota n del hombre, brota (alumbra) el agua de las rocas o del suelo a la (alumbra) el agua de las rocas o del suelo a la tierra o dentro de una masa de agua, siendo tierra o dentro de una masa de agua, siendo relativamente restringido el tamarelativamente restringido el tamañño del lugar o del lugar del brote.del brote.

En el desarrollo del proyecto, se deben evaluarEn el desarrollo del proyecto, se deben evaluarlas condicionas que conducen a la formacilas condicionas que conducen a la formacióón n del manantial:del manantial:

a)a) Permanencia del afloramiento (caudal) del Permanencia del afloramiento (caudal) del manantial.manantial.

b)b) Posibilidad de incrementar la producciPosibilidad de incrementar la produccióón por n por trabajos convenientes.trabajos convenientes.

c)c) Probable descubrimiento de otros Probable descubrimiento de otros alumbramientos cercanos.alumbramientos cercanos.

PUQUIAL “OJO DE GATO”YANACANCHA/1993



1.2.41.2.4 Manantiales, Puquiales o Manantiales, Puquiales o JagueyesJagueyes ……

La fuente puede clasificarse de acuerdo al escurrimiento en:La fuente puede clasificarse de acuerdo al escurrimiento en:-- Manantial de LaderaManantial de Ladera-- Manantial de FondoManantial de FondoLa fuente respecto a la distribuciLa fuente respecto a la distribucióón superficial puede ser:n superficial puede ser:-- concentradoconcentrado-- dispersodisperso

1.2.4.1 Dise1.2.4.1 Diseñño Hidro Hidrááulico y Dimensionamiento de una Captaciulico y Dimensionamiento de una Captacióónna) Manantial de Ladera a) Manantial de Ladera –– concentradoconcentrado

Partes del sistema: protecciPartes del sistema: proteccióón del afloramiento, cn del afloramiento, cáámara mara hhúúmeda que regule el caudal a usarse, cmeda que regule el caudal a usarse, cáámara seca que mara seca que sirva para proteger la vsirva para proteger la váálvula de control.lvula de control.

b) Manantial de Fondo b) Manantial de Fondo –– concentradoconcentradoPartes del sistema: una cPartes del sistema: una cáámara hmara húúmeda sin fondo que meda sin fondo que rodee la zona donde brota el agua, almacenando y rodee la zona donde brota el agua, almacenando y regulando el caudal, y una cregulando el caudal, y una cáámara seca para proteger la mara seca para proteger la vváálvula de control.lvula de control.



MANANTIAL DE LADERA



PROTECCION Y ENCAUZAMIENTO DEL

MANANTIAL

CAMARA HUMEDACAMARA SECA

MANANTIAL

CAPTACION DE MANANTIAL DE LADERA CAPTACION DE MANANTIAL DE LADERA -- CONCENTRADO CONCENTRADO



CAPTACION DE MANANTIAL DE FONDO CAPTACION DE MANANTIAL DE FONDO -- CONCENTRADO CONCENTRADO

CAMARA HUMEDA

CAMARA SECA

TUBERIA DE CONDUCCION

TUBERIA DE REBOSE -LIMPIA



LINEA DE CONDUCCION

Presentar: UTAP – 125 l/s mppt – G. CORDOVA J.



LINEA DE CONDUCCIONSe denominan obras de conducción a las estructuras que transportan el agua desde la captación hasta la planta de tratamiento o a un reservorio. Esta se pueden realizar por:

1. CONDUCCION POR GRAVEDADCANAL: La velocidad no debe ocasionar depósitos ni erosiones.

Los canales deben ser revestidos y techados.TUBERIA: La velocidad mínima se adoptará de acuerdo al material

en suspensión pero en ningún será menor a 0.60 m/s.La velocidad máxima admisible será:

Tubos de concreto 3 m/sTubos de asbesto-cemento, acero, PVC 5 m/s

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

Asbesto-cemento, PVC 0.010

Fierro fundido y concreto 0.015

2. CONDUCCION POR BOMBEOEl dimensionamiento se hará de acuerdo al criterio del diámetro económico. Se deben instalar dispositivos de protección contra golpe de ariete, así como válvulas de aire, válvulas de purga,…Los equipos de bombeo deben ser dobles para garantizar el servicio continúo.



1.1 CARGA DISPONIBLE1.1 CARGA DISPONIBLE1.2 CAUDAL DE DISE1.2 CAUDAL DE DISEÑÑOO

LINEA DE CONDUCCION POR GRAVEDAD – CASO DE TUBERIA

1. CRITERIOS DE DISEÑO

1.3 CLASE DE LA TUBERIA1.3 CLASE DE LA TUBERIA1.4 DIAMETROS1.4 DIAMETROS1.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS1.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS

1.5.a V1.5.a Váálvulas de airelvulas de aire

1.5.b V1.5.b Váálvulas de purgalvulas de purga

1.5.c C1.5.c Cáámaras rompemaras rompe--presipresióónn

2. LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO

3. PERDIDA DE CARGA3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO

4. PRESION Y COTA PIEZOMETRICA5. COMBINACION DE TUBERIAS

6. PERFILES EN U O TIPO SIFON INVERTIDO5.1 DISE5.1 DISEÑÑO DE UNA LINEA DE CONDUCCIONO DE UNA LINEA DE CONDUCCION

7. ACUEDUCTOS8. DISEÑO DE UNA CAMARA ROMPE-PRESION9. GOLPE DE ARIETE



LINEA DE CONDUCCION POR GRAVEDADCASO DE TUBERIA

1. CRITERIOS DE DISEÑO

Ø En un sistema de abastecimiento de agua potable por gravedad, la L. de C. esta constituido por un conjunto de tuberías, válvulas, accesorios, estructuras y obras de arte encargadas del transporte del agua desde la captación hasta el reservorio.

Ø La L. de C. se diseña utilizando el máximo de la energía disponible para conducir el caudal deseado, seleccionando el menor diámetro que permita presiones iguales o menores a la resistencia física que el material de la tubería puede soportar.

Ø Estas tuberías normalmente siguen el perfil del terreno y en ocasiones la topografía condiciona la implementación de acueductos, sifones invertidos, túneles …. siendo las consideraciones económicas un factor para la selección de la mejor alternativa



1.1 CARGA DISPONIBLE

1.2 CAUDAL DE DISEÑO

Es la diferencia de elevación entre la estructura u obra de captación y el reservorio.

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

1md mQ k Q=

*mQ Poblacion Dotacion=donde



1.3 SELECCION DE LA TUBERIA

Se realiza de acuerdo a diversos criterios:

a. TIPO DEL MATERIAL DE LA TUBERIA

b. CALIDAD DEL AGUA

c. RESISTENCIA MECANICA DEL MATERIAL

Ø FIBROCEMENTOØ FUNDICIONØ HORMIGONØ PLASTICO

- TermoplásticoPVCPolietileno de alta y baja densidad

- TermoestablesPoliésterPoliéster revestido con fibra de vidrio

Ø ACERO

Ø ACIDA pH < 7 aguas corrosivasØ NEUTRA 6 < pH < 8 agua potableØ BASICA ó ALCALINA pH > 7 agua difícil de tratar



1.3 SELECCION DE LA TUBERIA …

c. RESISTENCIA MECANICA DEL MATERIALØ La resistencia de la tubería a la presión del fluido se

denomina clase de la tubería.

Ø Las distintas clases de tuberías a seleccionar para la L. de C. son función de la máxime presión que puede presentarse en la línea de carga, eventualmente se pueden generar sobre presiones inducidas por el fenómeno de golpe de ariete.

Ø La presión máxima no ocurre en condiciones de operación sino cuando se presenta la carga estática al estar cerrada la válvula de control de la tubería. Un cierre o apertura abrupta de la válvula induce ondas de sobre presión que deben evaluarse.

Ø Las tuberías de PVC son cada vez más usadas en poblaciones rurales y en mayores. Estas tuberías tienen la ventaja con respecto a otras en que el material es más económico, flexible, durable, anticorrosivo, de poco peso y fácil transporte e instalación, además se fabrican en diámetros menores de 2¨ disponibles en el mercado.



1.3 SELECCION DE LA TUBERIA …

c. RESISTENCIA MECANICA DEL MATERIAL …Ø En la tabla siguiente se presentan los tipos de clase

de una tubería.

1.5100 (10 bar)15015

1.570 (7 bar)10510

1.550 (5 bar)757.5

1.435 (3.5 bar)505

FACTORDE

SEGURIDAD

PRESION MAXIMA DE

TRABAJO (m)A 20ºC

PRESION MAXIMA DE PRUEBA (m)

CLASE

CARACTERISTICAS TECNICAS DE LA TUBERIA PARA PRESION NTP-ISO-4422

Ø La caracterización de los diversos materiales usados en la fabricación de tuberías así como los ensayos de aceptación han sido elaboradas por SENCICO, pudiéndose además consultar en la web de INDECOPI.



0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m

350

375

400

425

450

475

500 msnm

L.G.H.

LIMITE TUBERIA A-5

L. G. ESTATICA

LIMITE TUBERIA A-7.5

LIMITE TUBERIA A-10

A

1

2B

SELECCIÓN DE LA CLASE DE TUBERIAPARA LAS PRESIONES MAXIMAS DE TRABAJO



1.4 DIAMETROS1.4 DIAMETROS

2.0 a 4.03.6 a 8.01.0 a 3.0

Tuberías en instalaciones hidroeléctricas con turbinas:Con inclinación y diámetro pequeñoCon inclinación y diámetro grandeHorizontales y gran longitud

1.0 a 2.00.5 a 0.71.5 a 3.0

Redes de distribución para agua potable e industrial:Tuberías principalesTuberías lateralesTuberías muy largas

1.5 a 2.0Tuberías de descarga en bombas

0.5 a 1.0Tuberías de succión en bombas centrifugas, de acuerdo con la carga de succión, longitud, temperatura del agua (menos de 70ºC)

VELOCIDAD MEDIA MAS ECONOMICA EN TUBERIAS (m/s)

según RICHTER

En la determinación del diámetro comercial se consideran diferentes soluciones y se evalúan diversas alternativas desde el punto de vista económico. Considerando el máximo desnivel en toda la longitud del tramo, el diámetro seleccionado deberá tener la capacidad de transportar el caudal de diseño con velocidades entre 0.6 a 3.0 m/s (ver Tabla de RICHTER, reglamentos) y las perdidas de carga por tramo calculado deberán ser menores o iguales a la carga disponible.



1.4 DIAMETROS 1.4 DIAMETROS ……

CRITERIO DE WU



1.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS1.5.a Válvulas de aire

En una L. de C. se puede acumular el aire en las puntos altos ocasionando la reducción del área de flujo, produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del caudal. La válvula de aire se instala para evitar esta acumulación, pudiendo ser manual o automática, siendo esta última muy costosa por lo que se suele emplear una válvula de compuerta.

NORMA DE SANEAMIENTO VNORMA DE SANEAMIENTO VS.010 CAPTACION Y CONDUCCION DE AGUA2.1.3 Accesorios

a. Válvulas de AireSe colocarán válvulas extractoras de aire en cada punto alto de la línea de conducción. Cuando la topografía no sea accidentada, se colocarán cada 2.5 km como máximo y en los puntos más altos.Si hubiere peligro de colapso de la tubería a causa del material de la misma y de las condiciones de trabajo, se colocarán válvulas de doble acción (admisión-expulsión).El dimensionamiento de las válvulas se determinará en función del caudal y presión de la tubería.



1.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS …

1.5.b Válvulas de purga

Los sedimentas acumulados en los puntos bajos de la L. de C. con topografía accidentada, provocan la reducción del área de flujo del agua, siendo necesario instalar válvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza por tramos de la tubería.

NORMA DE SANEAMIENTO VNORMA DE SANEAMIENTO VS.010 CAPTACION Y CONDUCCION DE AGUA2.1.3 Accesorios

b. Válvulas de PurgaSe colocarán válvulas de purga en los puntos bajos, teniendo en consideración la calidad del agua conducida y modalidad de funcionamiento de la línea. Las válvulas de purga se dimensionarán de acuerdo a la velocidad de drenaje, siendo recomendable que el diámetro de la válvula sea menor que el diámetro de la tubería.



1.5 ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS …

1.5.c Cámaras rompe-presión

Si se presenta bastante desnivel entre la captación y algunos puntos a lo largo de la L. de C. se pueden generar presiones superiores a la presión máxima que puede soportar la tubería. Para minimizar este efecto se colocan válvulas reductoras de presión o se construye una cámara rompe-presión.La selección obedece a criterios económicos.La construcción de una cámara de rompe-presión disipa la energía y reduce la presión relativa a cero (presión atmosférica) evitando los daños en la tubería. Cuando se disminuye la presión se requieren tuberías de una menor clase y se reduce el costo.



ESQUEMA DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

HIDRANTE PUBLICO

Fuente: “SISTEMAS DE AGUA POTABLE”, CESAR MARRON

LINEA DE CONDUCCION

LINEA DE ADUCCION

RED DE DISTRIBUCION



0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

L.G.H. (0)

L. G. ESTATICA

350

375

400

425

450

475

500 msnm

UBICACIÓN DE ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIASEN LA LINEA DE CONDUCCION

CAMARAROMPE PRESION

VALVULAPURGA DE FANGO

VALVULAPURGA DE AIRE

L.G.H. (1)

500 550 m

L.G.H. (1)

RESERVORIO

CAPTACION



MINISTERIO DE SALUD

DIRECCION DE INGENIERIA SANITARIADIRECCION GENERAL DE PROGRAMAS ESPECIALES DE SALUD

PLAN NACIONAL DE AGUA POTABLE RURAL

CAJA DE VALVULA DE AIRE

ING. R. ESCOBAR

Codo

Abrazadera

Niples

Valvula

PLANTAEscala 1:5

ELEVACIONEscala 1:5

Codo

NiplesValvula

Abrazadera

0.02

50.

025

0.02

50.

025

RPOYECTISTA: REVISADO:

ING. TOMAS GARCIA

LAMINA N°:

A-01ESCALA:

INDICADA

Tuberia P.V.C. Ø 3"

Valvula

Codo

1 Red 2" x 1/2"

1 Tee 3" x 2"

0.50

0.50

0.400.05 0.05

0.40

0.05

0.05 0.05

0.45

0.05

0.05 0.050.40

0.50

ALTERNATIVA

Ø 3"



0.10

0.30

0.90

0.10

0.15

0.10 0.15 1.50 0.15 0.10

0.40

NIVEL DE TERRENO

CAJA DE VALVULA (DETALLE EN LAMINA APAR TE)

ESTA VALVULA DEBE CERRARSE PARCIALMENTE

A FIN DE CONSEGUIR EL GASTO Y LA PERDIDA DE

CARGAS NECESARIAS

Ø 3/8" @ 0.20

BUZON DE INSPECCION

( 0.60x0.60 ) CON TAPA METALICA

2 Ø 3/8"Ø 1/4" @ 0.10

TUB. VENT. CON REJILLA METALICA

EN EXTREMO LIBRE

CONCRETO 1: 2: 4

Ø 3/8" @ 0.20

VAL. FLOTADOR Nivel de agua

PROYECC ION TUB. REBOS

CANASTILLA

BOYA

2 Ø 3/8"

2 Ø 3/8" Ø 1/4" @ 0.10

Ø 1/4" @ 0.10BUZON DE

INSPECCION( 0.60x0.60 )

VAL. FLOTADOR BOYA

C ANASTILLA

RED

RED

CAJA DE VALVULA (DETALLE EN LAMINA APAR TE)

REB

OSE

ARMADURA DE LA LOSA SUPERIORESCALA : 1/20

ELEVACION CORTE LONGITUDINALESCALA : 1/20

PLANTAESCALA : 1/20

DETALLE DE TAPA METALICAESCALA : 1/10

VAL. FLOTADOR

2 Ø 3/8"

( 0.60x0.60 ) CON TAPA METALICABUZON DE INSPECCION

CONCRETO 1: 2: 4

BOYA

EN EXTREMO LIBRE

TUB. VENT. CON REJILLA METALICA

Ø 1/4" @ 0.10

0.10

0.30

DIRECCION DE INGENIERIA SANITARIADIRECCION GENERAL DE PROGRAMAS ESPECIALES DE SALUD

MINISTERIO DE SALUD

PLAN NACIONAL DE AGUA POTABLE RURAL LAMINA N°:

ESCALA:

ING. L. VALENCIA INDICADA

A-01ING. Y. CHAVEZ

RPOYECTISTA: REVISADO:

CAMARA ROMPE PRESION PARA REDES DE DISTRIBUCION



2. LINEA DE GRADIENTE HIDRAULICO (LGH)

3. PERDIDA DE CARGA

Ø La LGH indica la presión del agua a lo largo de la tubería bajo condiciones de operación.

Ø Es la energía necesaria para transportar una caudal de un punto a otro y que disipa el fluido por fricción.

Ø Las tuberías pueden clasificarse en largas y cortas (criterio L/D y 10% de perdidas por fricción).

Ø Las perdidas por fricción pueden lineales o locales.

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



3. PERDIDA DE CARGA …3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA (S)3.1 PERDIDA DE CARGA UNITARIA (S)

3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO (3.2 PERDIDA DE CARGA POR TRAMO (hhff))

Ø Es la pérdida de energía por unidad de longitud.

Ø Se evalúa con la ecuación de:

Hazen & Williams: 0 .5 42 .6 30 .0 0 0 4 2 6 4 fh

Q C DL

=

Darcy & Wesibach:2 2

2 5

82f

L V fL Qh fD g g Dπ

= =



4. PRESION Y COTA PIEZOMETRICA

5. COMBINACION DE TUBERIAS

Ø De la ecuación de la energía entre 1 y 2:

2 21 1 2 2

1 22 2f LP V P Vz h h z

g gγ γ+ + − − = + +∑ ∑

Ø Al dimensionar el diámetro de la L. de C. puede no haber un único diámetro que proporcione la pérdida de carga deseada por lo que se requiere una combinación de diámetros de tuberías y clases.

Ø Cuando se combinan los diámetros de las tuberías se pueden manipular las pérdidas de carga y reducir las presiones dentro de rangos admisibles, disminuyendo el diámetro y en algunos casos el número de cámaras rompe presión, por lo que resulta un proyecto menos costoso.



5.1 DISE5.1 DISEÑÑO DE UNA LINEA DE CONDUCCIONO DE UNA LINEA DE CONDUCCION5. COMBINACION DE TUBERIAS …

Ø Referencias:HIDRAULICA DE TUBERIAS Y CANALESCapítulo 5 Sección 5.8 DISEÑO DE UNA CONDUCCIONDr. Arturo ROCHA FELICES

DISEÑO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOSCapítulo 8: CONDUCCIONESCapítulo 10: CONDUCCION: DESARENADOR-TANQUE DE ALMACENAMIENTORicardo A. LOPEZ CUALLA



7. PERFILES EN U o TIPO SIFON INVERTIDO

6. DIMENSIONES DE LAS ZANJAS

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 m

350

375

400

425

450

475

500 msnm

L.G.H.

LIMITE TUBERIA C-5

L. G. ESTATICA

LIMITE TUBERIA C-7.5

LIMITE TUBERIA C-10

A

1

2 B

SELECCIÓN DE LA CLASE DE TUBERIAPARA LAS PRESIONES MAXIMAS DE TRABAJO

Ancho de 0.60 m y profundidad de 0.80 m.



7. PERFILES EN U o TIPO SIFON INVERTIDO 7. PERFILES EN U o TIPO SIFON INVERTIDO ……

COTAS TOPOGRAFICAS DEL SIFON ALPAMARCA – PROYECTO MARCA III




PERFIL LONGITUDINAL Y SECCION DEL SIFON ALPAMARCA



SIFON QUIULACOCHA SIFON QUIULACOCHA -- InstalaciInstalacióón de Tubern de Tuberíía de Aceroa de AceroPROYECTO MARCA III PROYECTO MARCA III




SIFON CABUYAL (IRRIGACION)- TUMBES



9. FENOMENO DEL GOLPE DE ARIETE9. FENOMENO DEL GOLPE DE ARIETE

8. ACUEDUCTOS8. ACUEDUCTOS

10. DISE10. DISEÑÑO DE UNA CAMARA ROMPEO DE UNA CAMARA ROMPE--PRESIONPRESION



RESERVORIO DERESERVORIO DEALMACENAMIENTO DE AGUAALMACENAMIENTO DE AGUA



RESERVORIO …

DEFINICION - FUNCION

Regula la diferencia de volumen que se produce entre el ingreso de agua al reservorio (teóricamente constante) y la salida de agua, constituida principalmente por la demanda horaria, la cual es variable durante las horas del día.

La función principal es almacenar agua cuando el suministro es menor que el consumo y entregar el déficit cuando el consumo supera al suministro.

V = VOLUMEN DEL RESERVORIO = VREG + VI + VE

OTRA FUNCION: suministrar presión adecuada a la red de distribución.



RESERVORIO ...

CLASIFICACION

1. Por su UBICACIÓN HIDRAULICA

PARA REDUCIR COSTOS ES DESEABLE UBICARLO EN EL C.G. DE LA CIUDAD.

a. RESERVORIO DE CABECERA ó DE DISTRIBUCION

b. RESERVORIO DE COMPENSACION óFLOTANTE



UBICACIÓN DEL RESERVORIO CON

RESPECTO A LA RED DE DISTRIBUCION:

CABECERA Y FLOTANTE



RESERVORIO APOYADO DE SECCION CIRCULAR DE CABECERA



RESERVORIO ...

CLASIFICACION …

2. Por su UBICACIÓN CON RESPECTO AL TERRENO

APOYADO

ELEVADO

SUPERFICIAL

SEMI-ENTERRADO

ENTERRADO o CISTERNA



RESERVORIO SEMI-ENTERRADO



RESERVORIO APOYADO



RESERVORIO ELEVADO TIPO INTZE



RESERVORIO ELEVADO



RESERVORIO ...

CLASIFICACION …

3. Por el TIPO DE MATERIAL DE FABRICACION

1. CONCRETO ARMADO

2. METALICO

3. FERROCEMENTO

4. P.V.C.

5. MADERA



RESERVORIO METALICO



RESERVORIO ...

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO

1. CRITERIO HIDRAULICO- Ubicación Hidráulica

- Ubicación con Respecto al Terreno

- Volumen de Almacenamiento

- Accesorios de control y regulación

2. CRITERIO ESTRUCTURAL- Estudio de la Capacidad Portante

- Selección del Tipo de Material

- Determinación del Refuerzo

- Proceso Constructivo



RESERVORIO REGULADOR ...DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

VOLUMEN PARA COMPENSAR LAS VARIACIONES EN EL CONSUMO DE AGUA (VREG)

VREGULADO

VOLUMEN DE RESERVA PARA ATENDER CASOS DE INCENDIO (VI) VINCENDIOVOLUMEN DE RESERVA PARA EMERGENCIAS POR INTERRUPCION DEL SERVICIO (VE)

VEMERGENCIA

VOLUMEN ALMACENADO = VREG + VI + VE



RESERVORIO ELEVADO

RESERVORIO REGULADOR ...DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

VOLUMEN ALMACENADO = VREG + VI + VE



VREGULADO

3. % DEL CAUDAL MAXIMODIARIO

(No se conoce el Diagrama deVariaciones Horaraias)

BOMBEO CONTINUO

BOMBEO DISCONTINUO Multiplicar por: 24 Horas/# Horas de Bombeo

SEDAPAL: 0.18*Qmd

RNC: 0.25*Qmd

EN FUNCION DEL TAMAÑO DE LA POBLACION

EN FUNCION DEL USO EN LA ZONAVINCENDIO

FUNCION DEL REGLAMENTO

SEDAPAL: 7% DEL QmdVEMERGENCIA

1. METODO ANALITICO: INGRESO-SALIDA

DIAGRAMA DE VARIACIONES HORARIAS

2. METODO GRAFICO: ANALISIS DEL DIAGRAMA MASA(CURVA DE CONSUMOS ACUMULADOS:- La diferencia de ordenada entre dos tiempos es

el volumen consumido en ese tiempo.- La pendiente de la tangente representa el caudal

ese instante.- La pendiente de la recta entre dos puntos es el

caudal medio en ese intervalo.)CURVA DE CONSUMOS ACUMULADO



DETERMINACION DELVOLUMEN DE REGULACION

En la tabla siguiente se muestra el consumo horario de agua para una localidad.

Determine el volumen de regulación usando:

a. El Método de Analítico

b. El Método Grafico: Análisis del Diagrama Masa

713,950713,9502424

392,950392,9502323

334,858334,8582222

611,541611,5412121

686,278686,2782020

589,445589,4451919

599,087599,0871818

644,781644,7811717

794,180794,1801616

775,224775,2241515

654,548654,5481414

858,955858,9551313

1,181,8071,181,8071212

757,537757,5371111

573,522573,5221010

558,968558,96899

456,633456,63388

484,920484,92077

309,260309,26066

336,211336,21155

282,259282,25944

309,932309,93233

308,580308,58022

596,290596,29011

VARIACIONES DE VARIACIONES DE VOLUMEN DE VOLUMEN DE

CONSUMOCONSUMO (l/h)(l/h)

TIEMPOTIEMPO(hora)(hora)



DIAGRAMA DE VARIACIONES DE DIAGRAMA DE VARIACIONES DE CONSUMO HORARIOCONSUMO HORARIO

CURVA DE VARIACIONES DE CONSUMO HORARIO

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1,400,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

TIEMPO (horas)

CO

NSU

MO

HO

RA

RIO

(l/h

)

CONSUMO HORARIO CONSUMO MEDIO

713,95024

13,812,716S

392,95023

334,85822

611,54121

686,27820

589,44519

599,08718

644,78117

794,18016

775,22415

654,54814

858,95513

1,181,80712

757,53711

573,52210

558,9689

456,6338

484,9207

309,2606

336,2115

282,2594

309,9323

308,5802

596,2901

VARIACIONES DE VOLUMEN DE CONSUMO

(l/h)

TIEMPO(hora)

313,812,716_ 575,530 576 16024

l m lConsumo Medioh h s

= = ≈ =

Para que no se presente el Déficit/ Exceso:Consumo Medio [0] = Producción [I]

_ 1,181,807 328.3l lMaximo Consumoh s

= =A las 12 horas:

_ 282, 259 78.4l lMinimo Consumoh s

= =A las 4 horas:

a. El Método de Analítico



VOLUMEN DE REGULACION (VREG)

METODO ANALITICOMETODO ANALITICO: IngresoIngreso--SalidaSalida

TIEMPO DIFERENCIAS (m3)(hora) PARCIAL C. ACUMUL. PARCIAL P. ACUMUL. P ACUM - C ACUM

1 596 596 576 576 -20 -21 212 309 905 576 1,152 247 267 2673 310 1,215 576 1,727 512 266 2664 282 1,497 576 2,303 806 293 2935 336 1,833 576 2,878 1,045 239 2396 309 2,143 576 3,454 1,311 266 2667 485 2,627 576 4,029 1,402 91 918 457 3,084 576 4,605 1,521 119 1199 559 3,643 576 5,180 1,537 17 1710 574 4,217 576 5,756 1,539 2 211 758 4,974 576 6,331 1,357 -182 18212 1,182 6,156 576 6,907 751 -606 60613 859 7,015 576 7,482 467 -283 28314 655 7,669 576 8,058 388 -79 7915 776 8,446 576 8,633 188 -201 20116 794 9,240 576 9,209 -31 -219 21917 645 9,885 576 9,784 -100 -69 6918 599 10,484 576 10,360 -124 -24 2419 589 11,073 576 10,936 -138 -14 1420 686 11,759 576 11,511 -248 -111 11121 612 12,371 576 12,087 -284 -36 3622 335 12,706 576 12,662 -44 241 24123 393 13,099 576 13,238 139 183 18324 714 13,813 576 13,813 0 -138 138

TOTAL 3,965

MAX DIF (+) 1,539 3,965MAX DIF (-) 284 * 0.5VOL. REG 1,823 1,983

DE CONSUMO (l/h)596,290

Consumo máximo = 1,181,807 l/h = 328.3 l/sConsumo medio = 13,812,716/24 = 575,530 l/h = 159.9 l/s

308,580309,932282,259336,211309,260

589,445

CONSUMO HORARIOCONSUMO (m3 )- O PRODUCION (m3) - IVARIACIONES DE VOLUMEN

776,224

573,522757,537

1,181,807858,955

484,920456,633558,968

654,548

Consumo mínimo = 282,259 l/h = 78.4 l/s

13,812,716

794,180644,781

334,858392,950713,950

599,087

686,278611,541

VI Ot

∆− =

∆( )V t I O∆ = ∆ −



VOLUMEN DE REGULACION (VREG)

METODO ANALITICOMETODO ANALITICO: IngresoIngreso--Salida Salida ……

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

En la columna DIFERENCIA (Producción Acumulado – Consumo Acumulado):

VREG = 1,539 + /-284/

VREG = 1,823 m3



VOLUMEN DE REGULACION

METODO GRAFICO: Análisis del Diagrama Masa

DI AGRAMA MAS A DEL CONS UMO DE AGUA

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

11,000

12,000

13,000

14,000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

TIEMPO (hora)

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

(m

3)

12,370 m3

10,550 m3

CURVA DE CONSUMOS ACUMULADOS

VREG = 12,370 - 10,550 = 1,820 m3

CONSUMOPRODUCCION



1.1.-- Reglamentos vigentes en la zona del proyectoReglamentos vigentes en la zona del proyecto

SUBSECTOR DE VIVIENDA Y CONSTRUCCIONSUBSECTOR DE VIVIENDA Y CONSTRUCCION

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONESREGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONESNORMA DE SANEAMIENTO VNORMA DE SANEAMIENTO V

R.MR.M. N. Nºº 021021--9898--MTC/15.01MTC/15.01

S.030S.030 ALMACENAMIENTO DE AGUAALMACENAMIENTO DE AGUA

1 – Almacenamiento de agua potableAlmacenamiento de agua potable

1.1 – Volumen de regulaciVolumen de regulacióónn

El volumen de regulación deberá fijarse de acuerdo al estudio del diagrama masa correspondiente a las variaciones horarias de la demanda.Cuando se compruebe la no disponibilidad de esta información, se deberá adoptar como mínimo el 25% del promedio anual de la demanda como capacidad de regulación, siempre que el rendimiento de la fuente de abastecimiento sea calculado para 24horas de funcionamiento.






R.MR.M. N. Nºº 021021--9898--MTC/15.01MTC/15.01



1.2 – Volumen contra incendioVolumen contra incendio

En los casos que se considere demanda Contra incendio deberáasignarse un volumen adicional adoptado al siguiente:- Para áreas destinadas netamente a vivienda: 50 m3- Para áreas destinadas a uso comercial o industrial deberá

calcularse utilizando el grafico adjunto para agua de extinción, yconsiderando un volumen aparente de incendio de 3,000 m3 y elcoeficiente de apilamiento respectivo.

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






R.MR.M. N. Nºº 021021--9898--MTC/15.01MTC/15.01



1.3 – Volumen de reservaVolumen de reserva

Deberá justificarse la necesidad de un volumen adicional de reserva.



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

SEDAPALSEDAPALSERVICIO DE AGUA POTABLE Y SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LIMAALCANTARILLADO DE LIMA

NUEVO REGLAMENTO DE ELABORACIONNUEVO REGLAMENTO DE ELABORACIONDE PROYECTOSDE PROYECTOS

TITULO V - ALMACENAMIENTOCAPITULO 5.1 - VOLUMENES DE ALMACENAMIENTO

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

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

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



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

SEDAPALSEDAPALSERVICIO DE AGUA POTABLE Y SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE LIMAALCANTARILLADO DE LIMA

NUEVO REGLAMENTO DE ELABORACIONNUEVO REGLAMENTO DE ELABORACIONDE PROYECTOSDE PROYECTOS

TITULO V - ALMACENAMIENTOCAPITULO 5.1 - VOLUMENES DE ALMACENAMIENTO …

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

- Residencial (Áreas de vivienda) 100 m3

- Comercial y/o industrial 200 m3

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

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



Reglamentos vigentes en la zona del proyecto ...DIGESA DIRECCION GENERAL DE SALUD AMBIENTAL – MINISTERIO DE SALUD

NORMA TECNICAABASTECIMIENTO DE AGUA Y SANEAMIENTO PARA POBLACIONES

RURALES Y URBANO-MARGINALES

4.06.5. RESERVORIOS O TANQUES DE ALMACENAMIENTOSon destinados para almacenar un volumen de regulación, para compensar las variaciones horarias de consumo.

A. VolúmenesLa capacidad del reservorio será calculada en función de la demanda máxima diaria anual, el porcentaje de regulación no deberá sobrepasar los siguientes valores:

- Gravedad: 25 %- Bombeo : 30 %

Otros valores deberán ser justificados.B. Válvulas y Accesorios varios

Se deberá colocar las válvulas y accesorios mínimos necesarios para la operación y mantenimiento.- Las tuberías de salida de los reservorios deberán contar con canastilla.- El diámetro de la tubería de rebose será:

Capacidad DiámetroHasta 10.00 m3 2 pulg

¨ 10.01 a 30.00 m3 3 pulgMas de 30.00 m3 4 pulg

El reservorio deberá tener tuberías independientes de limpia y ventilación.



RESERVORIO ...

EJEMPLO CON DATOS DE SEDAPAL

En las inmediaciones de Lima Metropolitana se dispone de un área de 25.63 Ha para ser urbanizada proyectando 1,451 lotes para viviendas residenciales. Se desea determinar el volumen del reservorio si este se alimentará por bombeo durante 18 horas.

SOLUCION

Reglamento de SEDAPAL:

CALCULO DE LA POBLACION:

Densidad = 7 hab/vivienda

Dotación = 250 l/hab/día

K1 = 1.3

K2 = 2.6

Población = Densidad * Nº de Lotes

= 7 hab/vivienda * 1,451 vivienda

Población = 10,157 hab



RESERVORIO ...

EJEMPLO CON DATOS DE SEDAPAL …

CALCULO DE Qm, Qmd, Qmh:

Qm = Dotación x Población

= 250 l/hab/día * 10,157 hab * día/86,400 s

Qm = 29.39 l/s

El caudal medio:

Qmd = K1 x Qm

= 1.3 * 29.39

Qmd = 38.21 l/s

El caudal máximo diario:

Qmh = K2 x Qm

= 2.6 * 29.39

Qmh = 76.41 l/s

El caudal máximo horario:



RESERVORIO ...

EJEMPLO CON DATOS DE SEDAPAL …

CALCULO DEL VOLUMEN DEL RESERVORIOVREG = 0.18 Qmd

= 0.18 * 38.21 l/s * 86,400 s/día

VREG = 594 m3 Bombeando las 24 horas

El Volumen Regulado:

El Volumen de reserva por interrupción de servicio:

VREG = 24/Nº horas * 594 m3 con bombeo discontinuo:

VREG = 24/18 * 594

VREG = 792 m3

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

VE = 0.07 Qmd

= 0.07 * 38.21 l/s * 86,400 s/día

VE = 231 m3

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

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

Luego: V = 1,200 m3



DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [1]

DIAGRAMA MASA

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

TIEMPO [horas]

CO

NSU

MO

AC

UM

ULA

DO

[m

3]

CONSUMO (m3) ACUMULADO

PRODUCION (m3) 24 horas

BOMBEO 8 horas

BOMBEO 12 horas

BOMBEO 16 horas



BOMBEO 8 HORAS

CONTINUO

BOMBEO 12 HORAS

BOMBEO 16 HORAS

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [1] …

0

6 12 18 24

TIEMPO [horas]

VO

LU

MEN

A

CU

MU

LA

DO

[m

3]

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

a

b

Volumen = /a/+/b/

717717327327-- 39039016 horas16 horas

1,2551,255658658-- 59759712 horas12 horas

1,9921,9921,1701,170-- 8228228 horas8 horas

VolumenVolumenm3m3bbaaBOMBEOBOMBEO



CONSUMO HORARIO

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

TIEMPO [horas]

CO

NSUM

O H

OR

ARIO

[m

3/h]

CONSUMO (m3) VAR.HOR.

PRODUCION (m3) VAR.HOR.

BOMBEO VAR. HOR.

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [2]

04,00004,00010024

1004,00003,90010022

2004,00003,80015020

3504,0005713,65020018

-213,4295713,45031016

-2832,8575713,14042014

-4342,2865712,7201,17012

1641,7145711,55060010

1931,1435719503708

-95715715802606

-320003201804

-140001401402

00001000

m312 horas (m3)

VAR. HOR.

ACUMULADO

VAR. HOR.(hora)

BOMB-CONS

BOMBEOCONSUMO (m3)TIEMPO

CONSUMO ACUMULADO Y BOMBEO DISCONTINUO

0

400

800

1,200

1,600

2,000

2,400

2,800

3,200

3,600

4,000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

TIEMPO [horas]

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

[m

3]

CONSUMO (m3) ACUMULADO

BOMBEO 14 horas (m3)



0 2 64 8 10 12 14 16 18 20 22 24

4,000

3,600

3,200

2,800

2,400

2,000

1,600

1,200

800

400

0

TIEMPO [horas]

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

[m

3]

c

d

b

a a = + 350 m3

b = - 360 m3

c = + 330 m3

d = - 320 m3

Vol = /a/ +/b/ = 710 m3

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [2] …

CONSUMOPRODUCCION14 horas

Se seleccionan los mayores valores [+] y [-]



0 2 64 8 10 12 14 16 18 20 22 24

4,000

3,600

3,200

2,800

2,400

2,000

1,600

1,200

800

400

0

TIEMPO [horas]

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

[m

3]

B

A

C

D

Vol = /B/ + /C/ = 2,500 m3


DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [3-A]


A = - 320 m3

B = +1,050 m3

C = - 1,450 m3

D = + 200 m3



0 2 64 8 10 12 14 16 18 20 22 24

4,000

3,600

3,200

2,800

2,400

2,000

1,600

1,200

800

400

0

TIEMPO [horas]

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

[m

3]

B

A

C

D A = - 580 m3

B = + 450 m3

C = - 1,140 m3

D = + 350 m3

Vol = /B/ + /C/ = 1,590 m3

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [3-B]





0 2 64 8 10 12 14 16 18 20 22 24

4,000

3,600

3,200

2,800

2,400

2,000

1,600

1,200

800

400

0

TIEMPO [horas]

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

[m

3]

B

A

E

D

DIMENSIONAMIENTO DEL RESERVORIO CON OPERACIONES DE BOMBEO [3-C]


Se seleccionan los mayores valores [+] y [-]para determinar el volumenC

F



0 2 64 8 10 12 14 16 18 20 22 24

4,000

3,600

3,200

2,800

2,400

2,000

1,600

1,200

800

400

0

TIEMPO [horas]

VOLU

MEN

AC

UM

ULA

DO

[m

3]SIMULACION DEL FUNCIONAMIENTO DE UN RESERVORIO


360 m3

40 m3

650 m3

360 m3

VACIO

360 m3

710 m3

LLENO

360 m3



RESERVORIOS - TIPOS



RESERVORIO ...


FORMAS ECONOMICAS

SECCION PRISMATICA:SECCION PRISMATICA: h = 1/3 V + k

donde: h = Profundidad (m)V = Volumen (cientos de m3) k = coeficiente que es función del volumen

0.70.7mas de 17mas de 17

1.01.014 14 –– 1616

1.31.310 10 –– 1313

1.51.57 7 –– 99

1.81.84 4 -- 66

2.02.0menos de 3menos de 3

kkV V ((cientos de mcientos de m33))



SECCION CIRCULAR: D = 2 a 4 h

Recomendado por SEDAPAL:- Altura mínima 2.50 m- Altura máxima 8.00 m

Agregar apuntes de Rivera Feijoo

• PRESFRESSED CONCRETE CYLINDRICALTANKS, L. R. GRESSY-1961.

RESERVORIO ...


FORMAS ECONOMICAS



SECCION CIRCULAR SECCION CIRCULAR ……

Espesor del techo (cáscara o lámina) *:

* ACI SP-28 – CONCRETE THIN SHELLS

RESERVORIO ...


FORMAS ECONOMICAS



RESERVORIO ...

PARTES DE UN RESERVORIO

A. RESERVORIO

A.1 Cimentación

A.2 Fuste en reservorios elevados

A.3 Tanque o Cuba

A.3 Techo o cobertura

B. CASETA DE VALVULAS

B.1 Tubería de llegada

B.2 Tubería de salida

B.3 Tubería de limpia

B.4 Tubería de rebose

B.5 Tubería By-Pass

C. OTROS



CALCULO ESTRUCTURALCALCULO ESTRUCTURAL- USANDO MANUAL DEL ACI

- MODELANDO CON EL SAP 2000PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Izquierda :Modelo matemático de tanque apoyado de concreto armado. Derecha :Diagrama de fuerzas anulares sobre la pared del tanque debido a la acción de las presiones hidrodinámicas ocasionadas por sismo.

CALCULO ESTRUCTURALCALCULO ESTRUCTURAL

MODELANDO CON EL SAP 2000



RESERVORIO CIRCULAR (300 m3)D=11.00 m, Hagua= 3.30 m



RESERVORIO ELEVADO TIPO INTZE (300 m3)D=11.00 m, Hagua= 3.30 m



Abastecimiento 4 Captac Conducc Reserv[1]

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