REVISIÓN DE LITERATURA:

LÍNEA DE ADUCCIÓN :La línea de aducción de un sistema de abastecimiento de agua

potable, lo constituye la tubería que se encarga de transportar el líquido elemento desde el sistema de regulación ( Reservorio ), hasta la ciudad conectándose con la red principal de la red de distribución.

Red de DISTRIBUCIÓN :

Distribución de AGUA:

GENERALIDADES:

Con ayuda del plano topográfico de la ciudad, en cada calle se colocan tuberías representadas por una línea que unidas forman la red de distribución.

El caudal que va hacer pasar por cada tubería se calcula teniendo en cuenta la cantidad de personas a las que va ha servir.- Deberá especificarse la presión mínima que tiene que actuar

en cualquier punto de la red, en el momento de máximo consumo.

- Deberá señalarse así mismo el diámetro de la tubería , las válvulas de interrupción, las válvulas de purga, también los hidrantes.

- El tipo de red a utilizar deberá estar justificada desde el punto de vista económico, funcional y sanitario.

Por lo que también es necesario el conocimiento de las siguientes tipos de red:

a) Red RAMIFICADA Abierta:Es aquella donde la Red principal se ramifica pero no llega a cerrarse. La red secundaria en algunos casos puede cerrarse.

Q

Ventajas :

- Es más económica .- Es funcional para caseríos.

Desventajas:

- Si se rompe la red en la entrada de la ciudad éstas se queda sin agua.

- Si no hay uso de agua en los terminales se queda agua estancada y genera problemas de potabilización.

b) Red MALLADA (cerrada).Desde el punto de vista sanitario y funcional es más recomendable pero la desventaja es desde el punto de vista económico.

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN:

- Tubería de aducción. Q - Tubería troncal o principal.- Tubería secundaría:

Características : Díametro > 2” (R.N.C, > 3” excepcionalmente > 2”). La red secundaria debe ser ramificada en la salida.

Válvula de Interrupción.

Se proveerá a la red de distribución de válvulas de interrupción, a fin de poder a listar sectores de redes no mayores de 500m.

Hidrantes:

Se ubicarán cercanos a colegios, mercados, Zona industrial , etc, se ubicación debe ser en una longitud no mayor de 200 m. entre ellos en los lugares que justifique su uso.

CÁLCULO HIDRÁULICO :

Consideraciones :

1.- El cálculo hidráulico de la red se hace con el caudal previamente determinado, el mismo que hay que repartirlo en todas las tuberías de la red, para efectuar esta repartición se emplea varios métodos, el más efectivo consiste en dividir la población valiéndose de los datos de densidad futura y actual, zonificando la cantidad de área que pertenece a cada sector en determinado punto o nudo, dicha área es a criterio del diseñador, teniendo en cuenta topografía, economía y otros lo que permite el máximo del gasto de agua por nudo.2.- Para el cálculo hidráulico del sistema de distribución se recomienda emplear la fórmula de HAZEN Y WILLIAMS, con las mismas recomendaciones dadas para líneas de conducción.3.- En los sistemas de circuito o mallado se deberá presentar cálculos de verificación para el procedimiento de HARDY CROSS, o similares.4.- las presiones máximas y mínimas de la red de distribución serán de 50 y 15 metros de columna de agua, respectivamente. En las localidades urbanas pequeñas podrá administrarse o admitirse una presión una presión mínima de 10m. de columna de agua en casos debidamente justificados.

Por otro lado la Norma Técnica de la Dirección General de Salud Ambiental, establece:

- Diámetro Mínimo. El diámetro mínimo deberá satisfacer el caudal y presión mínima para las condiciones actuales y futuras. Se empleará como mínimo tubería de ¾ “ de diámetro.

- Presiones. - La presión de servicio en cualquier punto de la red o línea de alimentación no será menor de 3.50 m. , ni mayor de 50.00m.

UBICACIÓN DE LAS TUBERIAS :

- Las tuberías deben proyectarse para su instalación a 80 cm. de profundidad mínima sobre la parte superior del tubo.

- En calles de hasta 20 m. de ancho se proyectará tuberías de agua potable a un lado de la calzada, preferentemente en el lado de la mayor cota.

- En calles de más de 20 m. de ancho se proyectarán tuberías de agua potable, a cada lado de la calzada. Salvo que las condiciones no lo justifiquen.

- La distancia mínima entre tuberías de agua potable y otra de líquidos cloacales, no deberá ser menos de 2.50 m. medidos horizontalmente. De lo contrario se usarán uniones con anillos de jebe en las tuberías de alcantarillado.

- En los cruces con el alcantarillado, las de agua deberán pasar a 0.25 m. por encima.

- La distancia mínima de tuberías paralelas a cables eléctricos será de 1m.

ESTIMACIÓN DE CAUDALES :

Teniendo en cuenta que cada uno de los tramos de nuestra red teórica representa un a tubería troncal del sistema de distribución, ésta se hallará conectada a un conjunto de tuberías de servicio local. La cantidad de estas no están significativas como el caudal que se aporta a través de ellas.

Para estimar dicho caudal emplearemos:- El consumo personal del total de habitantes que en cierra el

área de influencia del nudo.- El consumo de agua ya sea por industria, comercio , área s

verdes, u otros, que se encuentren inmersos en dicha área.Para el cálculo del área influencia tenemos los métodos:

AREA DE INFLUENCIA :Con EL Propósito de ubicar adentro de la red el área de

influencia, para cada nudo se especifican los siguientes criterios:Método de la BISECTRIZ:

El caudal de servicio aportado por todas las tuberías a lo largo de la troncal, sale por el extremo aguas debajo de dicha troncal.Q

EQUIVALENTE

El área de influencia, para cada una de las troncales de la red se deteminará trazando la bisectriz de todos y cada uno de los ángulos determinados en los nudos de ésta.

Calculada el área de influencia calcularemos el caudal de servicio para todos los tramos, éste se considerá ubicado en uno de sus extremos (aguas abajo).

Método de la MEDIATRIZ :En éste método el fundamento está que el caudal requerido

por las tuberías de servicio, sale por partes iguales en los extremos de la troncal.

El área de influencia para cada uno de los nudos se determina

Calculando el área de influencia , se puede calcular caudales.

Otro MÉTODO :

Puesto que el área de la ciudad en estudio no está uniformemente distribuída ( o sea en cuanto a área de viviendas y áreas tanto comercial, áreas verdes, sector público, etc.). Una manera de hallar el área de influencia, más eficiente es la de repartir a cada nudo en un a forma casi equitativa el caudal que ingresa del reservorio, con la finalidad de no recargar mucho a algunos tramos y dejar sin agua a otros, por ello se optó en el presente trabajo por repartir el área tomando en cuenta éstas consideraciones y repartiendo el área de viviendas por manzanas completada por efecto de más facilidad de cálculom y repartiendo en forma equitativa los otro tipos de consumo.

GOLPE DE ARIETE :

Es un proceso de oscilación de la presión que sucede en una tubería elástica con líquido incompresible o poco compresible, al variar representativamente su velocidad y su presión. Este fenómeno se presenta aguas arriba y aguas debajo de la válvula en una tubería. Cuando ésta es cerrada en forma brusca, ya que la fuerza por cantidad de movimiento, de aguas arriba debe reducirse instantáneamente a cero, creando una gran presión positiva como consecuencia del choque, dicha onda se mueve aguas arriba de la válvula y se denomina onda de choque.

FORMULAS A EMPLEAR :

Pérdidas de carga por fricción : (HAZEN – WILLIAMS)

10.7*L*Q1.85

hf = C1.85 D4.87

Golpe de Ariete :

Fase de la TUBERIA : 2L

T = C

Donde : T = Período o fase (seg).L = Longitud en metros.C = Celeridad de onda.

9900C = 48.3 + K.D/e

D = Diámetro de la tubería.e = Espesor de la tubería.K = Coeficiente.

Sobrepesión :

V = velocidad ; t = tiempo de cierre; t > T; Válvula lenta.

MATERIAL K

AceroFº,Fº

Ato,CementoCºPVC

0.501.004.405.0018.00

M E T O D O D E H A R D Y C R O S S

Condiciones de la RED :- La suma algebraica de las pérdidas de carga alrededor de un

circuito debe ser cero.- El gasto o caudal que llega a cada nudo de la red deber ser

igual al caudal que sale de él.- El caudal que ingresa a la red debe ser igual al caudal que

sale de ella.

Procedimiento del método de Hardy Cross.

Hacemos uso del método de HARDY CROSS, suponiendo los caudales:

1. - Nos suponemos caudales de tránsito para cada uno de los tramos , de tal manera que en cada nudo se satisfaga la ecuación de continuidad; tomado en consideración que los caudales en cada circuito admitirán signo de acuerdo al sentido del flujo; consideramos positivos a los que siguen el sentido horario y negativo a los de sentido contrario.Igual criterio se tendrá para las pérdidas de carga asociada a estos caudales.

2. - Se calcula la pérdida de carga por fricción para cada tramo por la fórmula de Hazen y Williams.

Como L,C y D son constantes, las asociaciones con el coeficiente 10.7 en un factor K, que es constante para cada tramo en todo el proceso iterativo. Por lo tanto la fórmula de Hazen Williams puede expresarse de la siguiente manera:

hf = K x Q1.85

3. - Se calcula la pérdida de carga total del circuito como la suma algebraica de las pérdidas en cada tramo.

4. - También se calcula el valor de |hf/Q| para cada tramo, con lo cual se calcula el valor de la corrección de los gastos en cada circuito (Q) por la fórmula:

hf Q = (-)

1.85 |hf/Q|

En el caso de tramos comunes a dos circuitos, éstos tomaron correcciones de ambos, siendo considerado con signo opuesto la correspondiente al circuito adjunto al considerado.

5. - Se calcula los nuevos caudales procediendo nuevamente a repetir el proceso hasta obtener un Q aproximadamente igual a cero.

CALCULO HIDRÁULICO :

Para esto hemos elegido un sistema mallado para la tubería principal, y un sistema ramificado para la tubería de servicio.

a). Esquema de Red.Haciendo uso del plano topográfico y del planeamiento

proyectado, se obtuvo un sistema con dos circuitos; como se aprecia en el plano correspondiente.

b). Determinación de Nudos.Se ha considerado nudo (nodo) en los puntos donde se

tiene salidas considerables de caudal; de tal manera que su análisis, se aproxima a lo que realmente sucede cuando el sistema entra en funcionamiento, las demás salidas (pequeños caudales), se los ha concentrado a los nudos más próximos.

c). Area de Servicio por Nudo.Determinamos los nudos, se procedió a definir el área

de influencia de cada uno, en función del abastecimiento de las redes de servicio consideradas en dicho nudo; de esta manera obtenemos el cuadro Nº1 en el que aparece el área para vivienda, su densidad poblacional, y como sabemos que la dotación habitante es de 100 lts/día, se determina la dotación par la población servida por dicho nudo.

Además en el cuadro se específica las diferentes zonas de servicios públicos que son abastecidas por el nudo en sus respectivas dotaciones ; por lo que al afectarle al total por un factor que es el resultado de multiplicar el coeficiente máximo horario (K2) por el 10% de desperdicio, obtenemos un factor igual a 1.98.

De esta manera se obtiene el caudal máximo horario por nudo.

INTRODUCCIÓN

Una red de distribución está constituida por un conjunto de tuberías que llevan el líquido elemento hacia cada uno de los pobladores que lo necesitan, para le diseño de ésta se debe tener muy en cuenta muchos factores preponderantes para lograr dotar en una forma equitativa el agua potable, esta debe diseñarse para el completo desarrollo del área que van a servir. Generalmente se preven períodos de diseño de 20 años, pero cuando la magnitud de la obra lo justifique, los períodos deben ser mayores entre 30 y 40 años.

Las obras de arte y demás equipos accesorios que conforman el sistema se les asigna períodos de diseño de acuerdo a sus función y ubicación respecto a los componentes del sistema que los contiene.

Una red de distribución está constituida por tuberías de conducción y diferentes accesorios que están especificados más adelante.

OBJETIVOS:

El presente trabajo tiene por objetivos:- Diseñar la línea de aducción de la red de distribución la

ubicación del reservorio para poder cumplir con las condiciones y limites permisibles, tanto para presiones y por consiguiente para la presión y pérdidas de carga en el sistema de distribución .

- El diseño de la red principal del sistema de distribución la cual constituirá la matriz del sistema.

- Elección del sentido de la tubería secundaria o red secundaria dentro del sistema de distribución.

- El objetivo principal que deben cumplir todos y cada uno de los cuatro anteriores, como económico aplicando criterio con fundamento.