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Profesor:IntegrantesC.I

Ing. Luis MacuareSeila Acevedo S.25.661.041

Ramn Guevara10.300.900

Maturn, Diciembre 2014

ndice de temasPag.

Introduccin3

TEMA I: ACUEDUCTO. 4

I. Acueductos: Definicin.4

1.1. Componentes del sistema de acueducto.4

II. Fuentes de abastecimiento: Tipos. Seleccin. Ventajas y desventajas de las fuentes superficiales y profundas.5

III. Obras de Captacin: Tipos. Superficial sin regulacin, superficial con regulacin y profunda. Elementos que la componen.6

IV. Criterios bsicos para diseo de un acueducto.8

4.1. Factores que afectan el consumo.8

V. Variaciones peridicas del consumo. 11

5.1. Consumo o caudal medio.11

5.1.1. Clculo del Consumo medio (Qm).11

5.1.2. Consumo medio diario. Promedio anual.11

5.1.3. Consumo mximo diario. 12

5.1.4. Consumo mximo horario.12

VI. Influencia en las diferentes partes del sistema. 13

VII. Perodo de diseo y vida til de las estructuras. 15

VIII. Clases de tuberas: Tipos. Caractersticas. Ventajas y desventajas de uso.19

TEMA 2. ESTANQUES DE ALMACENAMIENTO. 23

1. Funciones de los estanques de almacenamiento: 23

2. Tipos de estanques:24

Tema 3: REDES DE DISTRIBUCIN. 27

1. Tipos de redes de distribucin de agua:27

Tema 4: COLECTORES CLOACALES. 29

1. Caractersticas de las aguas servidas.29

2. Tipos de sistemas de alcantarillados:30

3. Componentes de los sistemas cloacales: Bocas de visita, tipos, requisitos de ubicacin.31

Bibliografa

Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin Universitaria Fundacin Misin Sucre-Instituto Universitario de Tecnologa de CaripitoAldea Universitaria Polica MunicipalPFG Construccin CivilInstalacin en Urbanizaciones -

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IntroduccinLo complejo de un sistema de abastecimiento de agua implica un conocimiento conceptual en aspectos de hidrologa, hidrulica y saneamiento ambiental y requiere en alguna de sus partes del apoyo del concreto armado y de la resistencia de materiales, que hacen de esta materia un acopio de variados aspectos de ingeniera con soluciones diversas.Intervienen tambin criterios diversos que conjugan los aspectos tcnicos con los privativos desde el punto de vista normativo y de justificacin econmica.Un sistema de abastecimiento de agua, as como de colectores cloacales implica obras de gran envergadura que requieren un diseo preciso para satisfacer las condiciones tcnicas, de ingeniera, econmicas, as como las sociales considerando que servirn a una determinada poblacin para mejorar sus condiciones y calidad de vida.Como parte de pensum del Programa de Formacin de Grado para optar al ttulo de Tcnico Superior Universitario, presentamos a continuacin, de manera sucinta los aspectos ms importantes de un sistema de construccin de acueductos y colectores cloacales en urbanizaciones.

TEMA I: ACUEDUCTO. I. Acueductos: Son un conjunto de sistemas acoplados que permiten transportar agua en forma de flujo continuo desde un lugar en el que sta es accesible en la naturaleza hasta un punto de consumo distante. Pueden estar hechos de piedra, de ladrillo, de madera, o de metal.1.1. Componentes del sistema de acueducto.Un sistema de acueducto, necesita gran cantidad y variedad de obras o construcciones. Los elementos que hacen parte del sistema de acueducto son: 1) Micro-cuenca de captacin: La micro cuenca es el rea geogrfica mnima en la cual se obtiene el agua que se va a distribuir y se desplaza a travs de drenajes con una salida principal llamada nacimiento o desage. Cuando este desage o ro desemboca en otros cuerpos de agua mayores, como un lago, otro ro, una cinaga, o desemboca en el mar, se habla de una cuenca. 2) Captacin: Est conformada por las obras o estructuras que permiten tomar el agua de la fuente en forma controlada. En fuentes superficiales las captaciones se denominan bocatomas y en aguas subterrneas pozos o aljibes..3) Obras para el transporte del agua: En un proyecto de acueductos, existen diferentes necesidades de transporte de agua. Las condiciones de diseo para el transporte de agua depender del tipo de fluido, sea tratado o crudo.a) Obras de aduccin: Es cuando se transporta agua sin tratamiento o cruda a travs de tuberas que descargan el agua en un desarenador. Este consiste en tanques cuya funcin es separar las arenas y elementos slidos que lleva el agua en su recorrido. No todos los acueductos cuentan con este componente 4) Obras de conduccin: Estas obras pueden realizarse a travs de conductos abiertos o cerrados. Este componente est constituido por las tuberas o mangueras que conducen nuevamente el agua a la planta de tratamiento (s la hay) o al tanque de almacenamiento y a la red de distribucin. Lo recomendable es que las tuberas sean cerradas para lograr mayor presin que la atmosfrica para conducir el fluido.5) Planta de tratamiento: Es el componente que realiza la funcin de purificacin y potabilizacin del agua.6) Tanques de almacenamiento: Una vez el agua sea potable, esta se almacena en tanques, debido a que el consumo de la poblacin no es constante sino que vara segn la hora del da. La funcin bsica del tanque es almacenar agua en las horas que se consume menos, de tal forma que en el momento en que la demanda sea mayor, el suministro se complete con el agua almacenada; igualmente regule las presiones en la red de distribucin y facilite reparaciones o el suministro en casos de incendios.7) Sistemas de distribucin y conexiones domiciliarias:Son el conjunto de tuberas o mangueras encargadas de llevar el agua hasta cada vivienda.II. Fuentes de abastecimiento: Tipos. Seleccin de fuentes de abastecimiento. Ventajas y desventajas de las fuentes superficiales y profundas.Fuentes de Abastecimiento: Se define como fuente de abastecimiento de agua a todo aquel lugar capaz de suministrar, en cualquier poca del ao, un caudal que en verano sea igual o mayor al consumo mximo diario. Ser una fuente adecuada para el consumo humano, si adems de ser en la cantidad requerida, es de calidad aceptable. Las fuentes de abastecimiento de agua pueden ser: Superficiales, como en el caso de los ros, lagos, embalses o incluso aguas de lluvia, De aguas subterrneas superficiales o profundas.La eleccin del tipo de abastecimiento depende de factores tales como localizacin, calidad y cantidad de la fuente de agua. 2.1. Fuentes de agua superficiales:VentajaDesventaja

Fcil captacin.Calidad fsica y bacteriolgica del agua mejorada (En casos de agua de filtros o botellones).Buena calidad microbiolgica, en casos de manantiales y aguas subterrneas sub-superficial.Su uso no requiere grandes inversiones para la transportacin a centros poblados.Expuestas a la contaminacin, por su manejo, acarreo, almacenamiento y uso.En zonas poco lluviosas, las fuentes de agua se secan.En ros, lagos o manantiales pueden ser contaminados por agentes qumicos o desechos slidos.

2.2. Fuentes de agua profundas:VentajaDesventaja

Calidad Constante y mantenimiento de sus propiedades fsico-qumicas. Directamente utilizable, pues no requiere tratamiento previo para su consumo o uso al que se le destina. Temperatura estable, muy cercana a la temperatura promedio anual de la zona donde se capta. Los pozos se ubican en terrenos de la misma urbanizacin, sin afectaciones a otros terrenos colindantes. Saludable, al estar exenta de grmenes patgenos. En situaciones excepcionales de contaminacin biolgica es debida a una incorrecta localizacin del pozo. Estabilidad de caudales. Alta inversin para la captacin. Requiere de estudios y permisologa. Capacitacin insuficiente para quienes perforan, pudiendo afectar la calidad y durabilidad del pozo perforado. Demanda excesiva de pozos, por poblaciones no planificadas. Agotamiento de embalses, puede producir pozos secos. Falta de educacin a la poblacin para un adecuado mantenimiento del pozo y uso racional del agua.

III. Obras de Captacin: Tipos. Superficial sin regulacin, superficial con regulacin y profunda. Elementos que la componen.De acuerdo a la caracterstica del proyecto, a la disponibilidad de las fuentes de agua, tamao de la poblacin, caudal requerido y recursos econmicos, se puede adoptar un sistema de captacin superficial sin regulacin, superficial con regulacin y profunda. Las obras de captacin consisten en una estructura colocada directamente a la fuente de agua, a fin de captar el gasto deseado y conducirlo a la lnea de aduccin3.1. Tipos de Obras de Captacin Superficial:3.1.1. Obra de captacin de agua superficial: Son el conjunto de obras y mecanismos a nivel del terreno, para el aprovechamiento de aguas superficiales. Se conocen dos tipos: Fuentes superficiales sin regulacin de caudal: Son aquellas con capacidad de proveer un caudal superior al gasto mximo diario para cualquier poca. Fuentes con regulacin de caudal: Son aquellas que por no proveer el caudal de la demanda, requieren el diseo y construccin de un dique o represa para compensar variaciones de caudal durante pocas de crecidas con los de sequa o estiaje. 3.1.2. Consideraciones para el diseo de la captacin para fuentes superficiales sin regulacin: El nivel de entrada de las aguas debe quedar a la mxima altura posible para evitar ser alcanzada por los sedimentos. El rea de captacin debe protegerse contra el paso de material grueso. La velocidad de la corriente en las cercanas de la estructura debe ser tal que no provoque excesiva sedimentacin. Debe ofrecer seguridad de volcamiento y deslizamiento, mediante anclajes firmes y seguros..

3.2. Obras de captacin profunda: 3.2.1. Aguas SubterrneasSe le denomina agua subterrnea a toda aquella agua que se encuentra por debajo del nivel fretico o zona saturada. El agua subterrnea es una parte intrigante del ciclo hidrolgico, estas sustentan el caudal de las corrientes superficiales durante los perodos sin lluvia y constituye adems, la nica fuente de agua dulce en muchas localidades ridas.La cuantificacin del volumen y de los caudales del agua subterrnea a veces es una tarea dificultosa porque vienen determinados en alto grado por la geologa de la regin. El tipo de rocas y suelos son factores importantes y los mismos son altamente variables en un reservorio de agua subterrnea. La captacin de aguas subterrneas se realiza mediante la perforacin de pozos a profundidades mayores a los 60 mts. hasta 120 mts. o donde se localicen fuentes de agua de gran caudal.

IV. Criterios bsicos para diseo de un acueducto:Un sistema de abastecimiento de agua est constituido por una serie de estructuras presentando caractersticas diferentes, que sern afectadas por coeficientes de diseo distintos, en razn de la funcin que cumplen dentro del sistema.4.1. Factores que afectan el consumo:4.1.1. Cifras de consumo de agua. Las mismas se calculan tomando en cuenta el uso de la tierra, zonificacin, caractersticas de la poblacin, expresadas en: lts/da/parcela o lts./dia/persona. En caso de industrias, la estimacin del consumo se har en funcin del tipo y de la unidad de produccin. Los factores a considerar se detallan a continuacin: 1. Tipo de comunidad: Una comunidad o zona desarrollada est constituida por sectores residenciales, comerciales, industriales o mixtos. Para ello, se deben hacer estimaciones en base a:1.1. Consumo domstico: constituido por el consumo familiar de agua de bebida, lavado de ropa, bao y aseo personal, cocina, limpieza, riego de jardn, lavado de carro y adecuado funcionamiento de las instalaciones sanitarias. Representa generalmente el consumo predominante en el diseo.1.2. Consumo comercial o industrial: Puede ser un gasto significativo en casos donde las reas a desarrollar tengan una vinculacin industrial o comercial. Las cifras de consumo para el diseo deben basarse en el tipo de industria y comercio ms que en estimaciones per cpita.1.3. Consumo pblico: Est constituido por el agua destinada a riego de zonas verdes, parques y jardines pblicos, as como a la limpieza de calles.: Est constituido por el agua destinada a riego de zonas verdes, parques y jardines pblicos as como a la limpieza de calles.1.4. Consumo por prdida de la red: Es motivado por juntas o uniones en mal estado, vlvulas y conexiones defectuosas y puede llegar a representar de un 10% a un 15% del consumo total.: Es motivado por juntas en mal estado, vlvulas y conexiones defectuosas y puede llegar a representar de un 10 a un 15% del consumo total.1.5. Consumo por incendio: En trminos generales puede decirse que un sistema de abastecimiento de agua representa el ms valioso medio para combatir incendios.: Es conocido que un sistema de abastecimiento de agua es esencial para combatir incendios, por lo tanto, en el diseo de un acueducto deben hacerse estimaciones para atender este tipo de contingencias en el urbanismo donde ste funcionar. Debido a que los acueductos son construidos por el Estado, el clculo de cifras de consumo por este concepto no revierte gran peso en la red de distribucin, salvo en zonas de desarrollo industrial, donde el agua es considerada con un algo valor econmico-comercial. 2. Temperatura: Debido a las condiciones propias del ser humano, mientras mayor sea la temperatura, mayor ser el consumo de agua. Por ejemplo, se beber ms agua, ser ms frecuente el aseo personal, se emplearn sistemas de aire acondicionado y el riego de jardines ser ms intensivo.3. Calidad del agua: Por razones lgicas, el consumo de agua ser mayor en la medida que las personas tengan la seguridad de una buena calidad del agua (sector domstico e industrial)4. Factores socio-econmicos: TablaCONSUMO PER CPITA MEDIO POR TIPO DE VIVIENDARancho0.58 lts/seg.

Casa0.87 lts/seg

V. Rural1.00 lts/seg

Quinta1.45 lts/seg

5. Factores meteorolgicos: Generalmente el consumo de agua en una regin vara eventualmente a lo largo del ao, dependiendo de la temperatura ambiental y a la distribucin de las lluvias. Si llueve ms continuamente, el consumo de agua tiende a ser ms bajo.6. Servicio de alcantarillado: Si en la zona donde se instalar el acueducto existe una red de alcantarillado, el consumo de agua es mayor en comparacin con sitios donde existen sistemas de evacuacin de excretas primarias (letrinas) o donde no existe ningn sistema y la disposicin se hace al aire libre. En estos casos, el consumo puede variar desde 300 l/hab/da para grandes metrpolis a 40 L/hab/da en poblaciones sin alcantarillado.7. Perodo de diseo y vida til de la estructura: Se debe tomar en cuenta el tiempo de ejecucin y la vida til de la estructura que se va a construir para instalar el sistema de agua.7.1. Tipos de tubera: Al disear y construir un sistema de agua es importante tomar en cuenta el tipo de tubera que se va a utilizar, esto por los costos y por el rendimiento y vida til que pueda tener ese sistema.7.2. Otros factores: Con frecuencia se considera que influyen en los consumos factores como: calidad del agua, eficiencia del servicio, utilizacin de medidas de control y medicin del agua; entre otros. Sin embargo, aunque influyen, no son determinantes dentro del diseo, sobre todo porque un buen diseo debe satisfacer las condiciones de: calidad de agua y ptimas condiciones del servicio.8. Presin en la red de distribucin de agua: Si se tienen altas presiones en la red, habr mayores desperdicios en el consumo domstico, al abrir las llaves de lavamanos, regaderas y otros elementos. Igualmente se pueden presentar rupturas de tubos en la red y en los domicilios, incrementando el volumen de prdida.9. Administracin: Una administracin eficiente, controlar mejor el consumo de agua, reduciendo fugas y desperdicios; vigilando conexiones clandestinas.10. Medidores y tarifas: Al instalar un sistema nuevo de acueducto pueden darse estas situaciones: No se instalan medidores: el consumo se incrementa Se instalan medidores: por impacto psicolgico se reduce el consumo. Con el tiempo nuevamente se incrementa. Se colocan tarifas: se logra un control y racionalizacin en el consumo de agua.V. Variaciones peridicas del consumo La finalidad de un sistema de abastecimiento de agua es la de suministrar agua a una comunidad en forma continua y con presin suficiente, a fin de satisfacer razones sanitarias, sociales, econmicas y de confort, propiciando as su desarrollo.Para ello es necesario que cada una de las partes que constituyen el acueducto est satisfactoriamente diseada y funcionalmente adaptada al conjunto. Esto implica el conocimiento cabal del funcionamiento del sistema, de acuerdo a las variaciones de los consumos de agua que ocurriran para diferentes momentos durante el perodo de diseo previsto. 5.1. Consumo o caudal medio: Los consumos de agua de una localidad muestran variaciones estacionales, mensuales, diarias y horarias. Estas variaciones pueden expresarse en funcin (%) del Consumo Medio (Qm).Es bien sabido que en pocas de lluvia las comunidades demandan menores cantidades de agua del acueducto que en pocas de sequa. As mismo, durante una semana cualquiera, se puede observar que en forma cclica ocurren das de mximo consumo (generalmente lunes) y das de mnimo consumo (generalmente domingo). Igualmente en un da cualquiera los consumos varan hora a hora, mostrndose horas de mximo y mnimo consumo.Para el diseo del acueducto, se deber considerar como satisfacer las necesidades reales de cada zona a desarrollar, diseando cada estructura de forma tal que estas cifras de consumo y estas variaciones no desarticulen a todo el sistema, sino que permitan un servicio de agua eficiente y continuo.

5.1.1. Clculo del Consumo medio (Qm)El Consumo medio diario (Qm) puede ser obtenido:a. Como la sumatoria de las dotaciones asignadas a cada parcela en atencin a su zonificacin, de acuerdo al plano regulador de la ciudad.b. como resultado de una estimacin de consumo per cpita para la poblacin futura del perodo de diseo.c. Como el promedio de los consumos diarios registrados en una localidad durante un ao de mediciones consecutivas.Consumo medio diario. Promedio anual:Ello nos permite definir el consumo medio diario como el promedio de los consumos diarios durante un ao de registro, expresndolo en lts/seg. As mismo definimos consumo mximo diario como el da de mximo consumo de una serie de registros observados durante los 365 das del ao y se define tambin el consumo mximo horario como la hora de mximo consumo del da de mximo consumo.Se calcula, de acuerdo a la siguiente frmula:

5.1.2. Consumo mximo diario: Es la demanda mxima que se presenta en un da del ao. Durante estos perodos se registr un da de consumo mximo, el cual debi ser satisfecho por el acueducto. Al extender estas variaciones a todo un ao, podemos determinar el da ms crtico (mxima demanda) que debe necesariamente ser satisfecho, ya que de lo contrario originara situaciones deficitarias para el sistema: este Representa el da de mayor consumo en el ao y se calcula segn la siguiente expresin:

,donde K1= 1.20-1.60; y Qm= Consumo medio expresado en lts/seg.5.1.3. Consumo mximo horario: Durante un da cualquiera, los consumos de agua de una comunidad presentarn variaciones hora a hora, dependiendo de los hbitos y actividades de la poblacin. El valor mximo tomado hora a hora representar la hora de mximo consumo, esta hora representar el consumo mximo horario, el cual puede ser relacionado respecto al consumo medio (Qm), mediante la siguiente expresin:

En general, se ha establecido un valor de K2 comprendido entre 200% y 300% reconocindose que en las grandes ciudades con mayor diversificacin de actividades, mayor economa, etc., se presentan consumos menos diferenciados en horas nocturnas de las diurnas. Por el contario, en localidades pequeas, este valor tiende all lmite superior, en razn de esa menor o ninguna actividad comercial, industrial o nocturna, ya que este valor tiende a separarse ms del valor medio (Qm)Las Normas INOS expresan:Consumo Mximo Horario. El consumo mximo horario debe suponerse como 200% del consumo diario promedio anual, cuando la poblacin de la ciudad sea 100.000, o ms cuando la poblacin es 1.000 o menos, el consumo mximo horario promedio. Para ciudades con poblaciones entre estos dos extremos puede obtenerse mediante la frmula:M=275-0,75X, en el cual X es la poblacin en miles de habitantes y M es el consumo mximo horario en porcentaje del promedio anual. Esta frmula puede usarse tambin para obtener el consumo mximo de una zona residencial o especificada de una ciudad cuando la poblacin de esa zona sea conocida. Para las reas especficamente comerciales o industriales se necesitan estudios y estimaciones especiales

VI. Influencia en las diferentes partes del sistema. En trminos generales, podemos considerar los elementos caractersticos de diseo de construccin de abastecimiento de agua como:a) Fuente de abastecimiento.b) Obra de captacinc) Lnea de aduccind) Estanque de almacenamientoe) Estacin de bombeof) Lnea de bombeog) Planta de tratamientoh) Redes de distribucini) Obras complementariasj) Tanquillas rompecargask) Desarenadoresl) Chimeneas de equilibriom) Vlvulas de supresin de golpe de ariete.

a) Fuente de abastecimiento.Constituye la parte ms importante del acueducto. No puede ni debe concebirse un proyecto de abastecimiento de agua sin haber garantizado fuentes capaces de abastecer a la poblacin futura del diseo. En este caso se deben considerar los datos o registros hidrolgicos disponibles y las determinaciones estadsticas. La fuente debe ser capaz de suplir el agua requerida para el da ms crtico: DIA DE MXIMO CONSUMO. Para disear este primer componente del sistema, se debe considerar el factor K1 para afectar el Consumo Medio.b) Obra de captacin:Ser dependiente del tipo de fuente y de las caractersticas particulares; su diseo ser ajustado a las caractersticas de la fuente, por lo tanto tambin ha de ser afectado por un factor similar al considerado para la fuente. (K1).c) Lnea de aduccin:Es la tubera que conduce el agua desde la obra de captacin al estanque de almacenamiento; debe satisfacer condiciones de servicio para el da de mximo consumo, garantizando de esta manera la eficiencia del sistema. Ello puede verse afectado adems por situaciones topogrficas que permitan una conduccin por gravedad o que, por el contrario, precisen de sistemas de bombeo. En cada caso, el diseo se har de acuerdo a criterios para estas diferentes condiciones, afectadas o no por el tiempo de bombeo.d) Estanque de almacenamiento:Generalmente es el elemento intermedio entre la fuente y la red de distribucin. De su funcionamiento depende en gran parte el que pueda proyectarse y ofrecerse un servicio continuo a la comunidad.Existiendo variaciones de consumo para las diferentes horas de un da cualquiera, la tubera que suministra agua a las edificaciones (red) debe ser capaz de conducir el mximo gasto que una determinada zona demanda en cualquier instante. Ello se transmitir a toda la red y llegara al estanque el cual actuara como amortiguador (compensador) de estas variaciones horarias, liberando al resto del sistema (planta de tratamiento, lnea de aduccin, obras de captacin y fuentes de abastecimiento) de tal contingencia. Para su diseo es necesario hacer anlisis grficos o analticos para encontrar los coeficientes apropiados.e) Estacin de bombeo:En la estacin de bombeo interviene una variable adicional que el nmero de horas de bombeo, para lo cual al considerar el crecimiento poblacional en el perodo de diseo, el factor asumido para el caso del da de mximo consumo pudiera ser absorbido mediante una variacin del tiempo de bombeo para el da crtico, logrando diseos ms econmicos:

Adicionalmente, tambin deber contemplarse una condicin de anlisis para el caso de incendio, para lo cual debe determinarse el factor K3, en base de un anlisis de probabilidad de ocurrencia de incendio con distintas horas de consumo ms el gasto requerido para atender la contingencia de incendio.f) Redes de distribucin:En la red de distribucin habr que considerar un factor K2 dependiente de las horas de mximo consumo que garantice la eficiencia del servicio:

VII. Perodo de diseo y vida til de las estructuras. El perodo de diseo puede definirse como el tiempo para el cual el sistema es eficiente 100%, ya sea por capacidad en la conduccin del gasto deseado o por la resistencia fsica de las instalaciones.En la fijacin del tiempo para el cual se considera funcional el sistema, intervienen una serie de variables que deben ser evaluadas para lograr un proyecto econmicamente aconsejable o viable. Entre ellas podemos considerar:7.1. Durabilidad o vida til de las instalaciones: Depender de la resistencia fsica del material a factores adversos por desgaste u obsolescencia. Todo material se deteriora con el uso y con el tiempo, pero su resistencia a los esfuerzos y daos a los cuales estar sometido es variable, dependiendo de las caractersticas del material empleado. Siendo un sistema de abastecimiento de agua una obra muy compleja que involucra obras de concreto, metlicas, tuberas, estaciones de bombeo, etc., cuya resistencia fsica es variable, no es posible pensar en perodos de diseo uniformes.7.2. Facilidades de construccin y posibilidades de ampliaciones o sustituciones: La fijacin de un perodo de diseo est ntimamente ligado a factores econmicos. Por ello, al analizar uno cualquiera de los componentes de un sistema de abastecimiento de agua, la asignacin de un perodo de diseo ajustado a criterios econmicos estar regido por la facilidad o dificultad de su construccin (costos) que inducirn a mayores o menores perodos de inversiones nuevas, para atender las demandas que el crecimiento poblacional obliga.7.3. Tendencias de crecimiento de la poblacin: Se deben considerar las tendencias de crecimiento poblacional, as como factores econmicos, sociales y de desarrollo industrial. En este sentido se debe considerar elegir periodos de diseo ms largos para crecimientos lentos y viceversa.7.4. Posibilidades de financiamiento y rata de inters: Adems de las razones de durabilidad y resistencia al desgaste fsico, es necesario hacer estimaciones de inters y de costo capitalizado para aprovechar en su totalidad la inversin. Esto requiere del conocimiento del crecimiento poblacional y la fijacin de una capacidad de servicio del acueducto para diversos aos futuros, con lo cual se podra obtener un perodo ptimo de obsolescencia, al final del cual se requerir una nueva inversin o una ampliacin del sistema actual.Generalmente los sistemas de abastecimiento se disean y construyen para satisfacer una poblacin mayor que la actual (poblacin futura). La pregunta, bajo el punto de vista econmico es Cunto mayor debe ser?Donald T. Laura desarrolla un modelo matemtico para analizar esta variable. Para ello, considera que la demanda se incrementa linealmente con el tiempo.

La figura evidencia que el proyecto inicial debe satisfacer la demanda Do y tener un exceso de capacidad para cubrir la demanda que se incrementa en un perodo X1, a una rata constante igual a X1D. La expresin que determina el costo, est dado por: K (Do + X1D X1D) +e-rX1 K (XD)2

1- e-rX

El valor ptimo de X, obtenido por derivacin e igualacin a cero, resulta en una ecuacin que amerita soluciones numricas de difcil determinacin, por lo que Laura concluye en una expresin basada en soluciones estadsticas que permite aproximaciones ms precisas:

X1=2.6 (1-a)t.12+03 (1-a)X00.85

r

donde:a = Fraccin propia llamado factor escalar de economa-r= Rata de inters.X0= Intercept de la demanda con eje de abcisas (perodo transcurrido para demanda =0)X1= Perodo de diseo econmico.RANGO DE VALORES:Tomando en cuenta los factores sealados, se establece para cada caso el perodo de diseo aconsejable:a) Fuentes superficiales: a-1) Sin regulacin: Debe proveer un caudal mnimo para un perodo de 20 a 30 aos.a-2) Con regulacin: Las capacidades de embalse deben basarse en registros de escorrenta de 20 a 30 aos.b) Fuentes subterrneas:El acufero debe ser capaz de satisfacer la demanda para una poblacin futura de 20 a 30 aos, pero su aprovechamiento puede ser por etapas, mediante la perforacin de pozos con capacidad dentro de perodos de diseo menores (10 aos)c) Obras de captacin:Dependiendo de la magnitud e importancia de la obra se podrn utilizar perodos de diseo entre 20 y 40 aos.c-1) Diques-tomas15-25 aos.c-2) Diques-represas30-50 aos.d) Estaciones de bombeo:Se entiende por estacin de bombeo a los edificios, equipos, bombas, motores, accesorios, etc.d-1) A las bombas y motores, con una durabilidad relativamente corta y cuya vida se acorta en muchos casos por razones de un mantenimiento deficiente, conviene asignarles perodos de diseo entre 10 y 15 aos.d-2) Las instalaciones y edificios pueden ser diseados, tomando en cuenta ampliaciones futuras y con perodos de diseo de 20 a 25 aos.e) Lneas de aduccin: Depender en mucho de la magnitud, dimetro, dificultades de ejecucin de obra, costos, etc., requiriendo en algunos casos un anlisis econmico. En general, un perodo de diseo aconsejable est entre 20 y 40 aos.f) Plantas de tratamiento:Generalmente se da flexibilidad para desarrollarse por etapas, lo cual permite estimar perodos de diseo de 10 a 15 aos, con posibilidades de ampliacin futuras para perodos similares.

g) Estanques de almacenamiento:g-1) De concreto30-40 aos.g-2) Metlicos20-30 aos.Los estanques de concreto permiten tambin su construccin por etapas, por lo cual los proyectos deben contemplar la posibilidad de desarrollo parcial.h) Redes de distribucin:Las redes de distribucin deben disearse para el completo desarrollo del rea que sirven. Generalmente se estiman perodos de diseo de 20 aos, pero cuando la magnitud de la obra lo justifique, estos perodos pueden hacerse mayores: 30 a 40 aos.i) A obras de arte y dems equipos y accesorios que conformen el sistema, se les asignar perodos de diseo, de acuerdo a su funcin y ubicacin respecto a los componentes del sistema que los contiene.

VIII. Clases de tuberas: Tipos. Caractersticas. Ventajas y desventajas de su uso.En los proyectos de acueducto intervienen las tuberas como elementos principales del sistema. Por ello, la seleccin del material a emplear, debe hacerse atendiendo diversos factores que permitan lograr el mejor diseo.Las tuberas se encuentran disponibles en la industria y el mercado en diferentes materiales. Para la seleccin de uno u otro material para determinada conduccin es necesario tener cuenta factores como la presin mxima que debe resistir, la necesidad de anclajes, nivel de oxidacin que va a estar expuesta la tubera. a) TUBERIA DE PVC

Es una tubera ligera (se puede decir que la ms ligera en el campo de redes de abastecimiento), bastante inertes a la agresividad de las aguas y de las tierras. La superficie interior es completamente lisa, lo cual, desde el punto de vista hidrulico, es importantsimo siendo la tubera que proporciona perdidas de carga ms pequeas, lo cual permite reducir los secciones en un 15 % respecto a los tubos tradicionales. Posee un mejor comportamiento frente a las heladas que los dems tubos, ya que algunos tipos (polietileno flexible puede admitir la deformacin sin romperse. Debido a su lisura interna, no es fcil que se produzcan incrustaciones de ningn tipo.Su condicin de termoplsticos, permiten que al calentarlos se reblandezcan y se puedan curvar y manipular con gran facilidad, si bien alguno (polietileno) son totalmente flexibles, elaborndose en rollos, con lo cual el nmero de juntas es muy limitado, y por ello, las perdidas de carga son menores. Son tubos aislantes trmicos y elctricos, por lo cual las corrientes vagabundas y telricas que afectan a los tubos metlicos aqu no existen, por lo que los efectos de electrolisis que destruyen los tubos enterrados no les afectan.b) TUBERA DE HIERRO DCTILEste tipo de tubera posee una gran resistencia a la tensin, la cual llega a 4.200Kg/cm2 y resistencia a la cedencia de 3,000 Kg/cm2. Debe adems soporta una elongacin mnima del 10%. Tiene una Gran Resistencia a la Flexin. El hierro dctil se comporta con una gran flexibilidad antes de fallar. Soporta de aplastamiento severo. Las cargas de trfico extremas, relleno pesado, o movimientos de la tierra causados por sismos, congelamiento y deshielo y las presiones por expansin de la tierra, transmiten tremendas cargas a las tuberas bajo tierra. Posee una elevada Resistencia a la corrosin. Tiene una gran Resistencia al Impacto es decir Es menos vulnerable a sufrir daos debidos a un manejo inadecuado o condiciones anormales de servicio, trabaja bajo condiciones de trfico pesado, en ambientes de suelos no estables, en donde otros materiales pudiesen fallar debido a las tensiones causadas por cargas excesivas. Muestra una gran resistencia a Reventarse, la hace ideal para aplicaciones de altas presiones. Esto proporciona un factor adicional de seguridad en contra del golpe de ariete. Es fcil de Instalar. El hierro dctil es fcil de instalar en el campo. Una amplia variedad de juntas y accesorios estndar estn disponibles para toda aplicacin. El hierro dctil puede cortarse y horadarse directamente en el campo. Por ltimo goza de un bajo Mantenimiento. Los aos de experiencia en sistemas de operacin a travs del mundo han probado, que una vez instalado, el hierro dctil no requiere casi nada de mantenimiento durante la vida til de la tubera. La durabilidad del hierro dctil se puede constatar en los registros de servicio de la tubera de fierro fundido durante los ltimos 150 aos.El alto coeficiente de flujo del hierro dctil (C = 140) y dimetros interiores generalmente ms grandes que los dimetros nominales interiores, pueden representar una capacidad mayor de flujo, una prdida menor de carga, costos ms bajos de bombeo, y ahorros importantes de energa durante la vida til de la tubera.Por las caractersticas antes expuestas podemos decir que tiene una Larga vida til. La historia registra el uso de la tubera de Fierro Fundido durante siglos. Se ha comprobado que el hierro dctil es ms resistente a suelos corrosivos que el Fierro fundido, lo cual se ha verificado durante cuatro dcadas de servicio.c) TUBERA DE PEADTiene uso en lneas de aduccin ya que permite su fcil instalacin en terrenos sinuosos con curvas y/o altibajos. Es ideal para puentes colgantes y/o tramos engrampados a laderas de piedra. La tenacidad del material lo hace menos sensible a terrenos pedregosos.Tiene uso en red de distribucin presentamos algunas ventajas que se obtienen al ejecutar un tendido de tubera matriz de de pead en comparacin con una instalacin semejante en PVC.Los tubos de pead vienen en rollos de 100 metros en lugar de barras de 6 metros. Esto facilita la instalacin de acometidas de cualquier longitud (8, 10 y 12 metros) sin generar desperdicios. La flexibilidad de la tubera es ideal para conectar una matriz que se encuentra enterrada a cierta profundidad con un medidor o una llave de corte que se encuentra a otra cota. Sus principales caractersticas son: Flexibilidad: Se acomoda al terreno sinuoso y se ahorra en curvas y codos. Vida til: Ms de 50 aos Es 100% atxico: No contiene sales de metales pesados a diferencia de otros plsticos Gran resistencia al impacto: Resistente a golpes y terreno pedregoso Instalacin rpida: los tubos de pead vienen en rollos de 50m y 100m por lo que requiere menos uniones y menos mano de obra para su instalacin Facilidad de transporte: Pesa la octava parte del tubo de cemento y menos de la mitad del tubo de fierro Galvanizado No pierde sus propiedades fsicas a bajas temperaturas (hasta 20oC) Gran resistencia a productos qumicos y a suelos agresivosd) ACERO GALVANIZADOEl acero galvanizado en caliente es acero protegido frente a la corrosin mediante un recubrimiento de cinc, obtenido por inmersin en un bao de cinc fundido prcticamente puro (98'5 % como mnimo) a una temperatura de unos 450 C. En estas condiciones se obtiene sobre el acero un recubrimiento complejo construido por varias capas de aleaciones cinc-hierro y una capa externa de cinc prcticamente puro.

e) ACERO INOXIDABLELos aceros inoxidables basan su eficacia en la incorporacin de determinados metales al acero (principalmente nquel, cromo y molibdeno) que forman una capa pasivamente constituida por xido de cromo, que evita los procesos de corrosin.Existen diversos tipos de aceros inoxidables, si bien en instalaciones de edificios los ms utilizados son el AISI 304 (8-10'5 % de nquel y 18-20 % de cromo) y el AISI 316 (10-14 % de nquel, 16-18 % de cromo y 2-3 % de molibdeno) muy utilizado, ya que su contenido en molibdeno le garantiza una mayor resistencia contra la corrosin, especialmente por cloruros. f) COBREEl cobre es un metal relativamente noble que reacciona con facilidad con el oxgeno disuelto en el agua para formar una capa de xido cuproso que pasiva el metal, protegindolo de la corrosin. Al ser un metal noble, no reacciona con los cidos minerales, pero s lo hace con los agentes oxidantes y por ello tambin pueden producir en l procesos de corrosin

TEMA 2. ESTANQUES DE ALMACENAMIENTO. Un estanque de almacenamiento es aquel que se utiliza para almacenar agua potable compensando las variaciones de consumo, para ofrecer un servicio continuo.Los estanques juegan un papel bsico para el diseo del sistema de distribucin, tanto desde el punto de vista econmico, as como por su importancia en el funcionamiento hidrulico del sistema y en el manteamiento de un servicio eficiente.3. Funciones de los estanques de almacenamiento: Los propsitos fundamentales de un estanque son: Compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el da. Mantener las presiones de servicio en la red de distribucin. Mantener cierta cantidad de agua para atender situaciones de emergencia como incendio, daos en la tubera o en las estaciones de bombeo. Disponer de un volumen adicional para casos de emergencia, accidentes, reparaciones o cortes de energa elctrica (cuando haya un sistema de bombeo) La mayora de las veces, los estanques son colocados en las zonas ms altas, con la finalidad que trabajen por gravedad, de lo contrario se deber colocar bombas que permitan impulsar el agua hacia los sectores poblados. Existen dos condiciones que privan la seleccin del sitio de ubicacin: Las diferencias de elevacin de la zona a servir La extensin y la zonificacin de la zona a servir.

Tanque de distribucin superficial.La capacidad del estanque se basa en varios factores, los cuales se deben tomar en cuenta: Volumen para compensar las variaciones horarias Volumen de agua para atender emergencias de incendios. Volumen de reserva para cubrir interrupciones, por daos en la aduccin o en la fuente, que imposibiliten temporalmente su llenado. Su funcionamiento como parte del sistema.Desde el punto de vista hidrulico, la forma que tenga el tanque no tiene gran importancia y puede ser cuadrada, rectangular o circular. La forma tiene mayor influencia en el diseo estructural y de cimentacin del tanque.

4. Tipos de estanques:2.1 Tanque de distribucin: Se tendr un tanque de distribucin cuando el agua llegue a ste antes de llegar a la poblacin. Ejemplos:

Figuras 2.1.1. Tanques colocados antes de llegar a la poblacin.2.2 Tanque de compensacin: Este tipo de tanques se sita en el extremo opuesto de la entrada de agua a la red de distribucin. Fig. 2.2.1.

Fig. 2.2.1 Tanque de Distribucin y de compensacin superficial.

2. Caractersticas y accesorios de los estanques de almacenamiento de agua. 2.1.1 Tanque enterrado o semienterrado:En la figura 2.1.1.a se presentan diferentes accesorios necesarios para la operacin y mantenimiento de un tanque de compartimiento simple:

Fig. 2.1.1.a Accesorios del tanque superficial de compartimiento simple. Planta. La tubera de entrada al tanque debe descargar, en lo posible, por encima dl nivel del agua y estar provista de una vlvula de cierre. La entrada debe minimizar las prdidas de energa y colocarse de tal manera que se eviten zonas muertas dentro del tanque. La tubera de salida debe estar ubicada de manera opuesta a la entrada, pero de no ser posible se debe hacer un apantallamiento del tanque, de modo que se aumente el tiempo de retencin de agua en el mismo. Puede estar provista de una coladera localizada a 20 cm. del fondo del tanque, seguida por una vlvula de cierre y finalmente por un dispositivo que permita la entrada de aire a la tubera matriz (conduccin del tanque a la red de distribucin cuando sta se cierre. El rebose del tanque puede disearse como una tubera o como un vertedero similar al rebose en la cmara de aquietamiento del desarenador. El nivel al cual se coloque dicho rebose determina las presiones en la red de distribucin y, por tanto, su cota se ha de seleccionar cuidadosamente.

2.1.2 Tanque elevado: Con el fin de obtener una relativa economa, se acostumbra utilizar una sola tubera que sirve de entrada y salida del tanque elevado. En estos casos, cuando el suministro excede el consumo, el agua sobrante subir por la tubera para llenar el tanque elevado y cuando el suministro sea inferior al consumo, el agua bajara por la tubera para compensar el dficit.

2.1.2.a Tanque elevado con una sola tubera para alimentacin y suministro.El caso de una sola tubera se observa que para las condiciones de operacin normal, la vlvula 1 est abierta y la vlvula 2 se encontrar cerrada. En el caso de mantenimiento del tanque elevado, se deber invertir la operacin de estas dos vlvulas.

2.1.2.b Tanque elevado con tubera de alimentacin y suministro independientes.

Tema 3: Redes de Distribucin. Es el conjunto de conductos conformada por tuberas, conexiones, piezas sanitarias y accesorios, que transporta el agua desde los puntos de captacin hasta los diferentes puntos de consumo de la edificacin 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.

El sistema de un acueducto est constituido por diversos subsistemas Bocatomas Bombeos Plantas de purificacin Tanques de almacenamiento Aducciones Conducciones. Red de distribucin.La red de distribucin se une al tanque de almacenamiento mediante una coduccin denominada lnea matriz la cual transporta el agua al punto o a los puntos de entrada a la red.

2. Tipos de redes de distribucin de agua:

Se reconocen tres tipos de redes:a. Red tipo ramificada Las redes de distribucin ramificadas, tienen como caracterstica que el agua discurre siempre en el mismo sentido. Las redes ramificadas se componen esencialmente de tuberas primarias, las cuales se ramifican en conducciones secundarias y stas, a su vez, se ramifican tambin en ramales terciarios.Las redes ramificadas deben ser utilizadas en ncleos urbanos de 1.000 habitantes como mximo y de configuracin urbana lineal.Las arterias tendrn una longitud mxima de 1.000 m y seguirn el eje de los ncleos. Los distribuidores tendrn una longitud mxima de 300 m. (ramales ciegos).El sistema ramificado rene las siguientes ventajas: Ser el ms sencillo de calcular, ya que al estar definido el sentido de circulacin del agua, puede precisarse con exactitud, el caudal que circular por cada tubera, lo cual facilita, enormemente, el clculo de los dimetros. Resulta a primera vista ms econmico.Sus inconvenientes son: Una rotura puede originar el entorpecimiento e incluso el corte general, de la casi totalidad, de la distribucin. Los extremos o finales de la ramificacin presentan el inconveniente de que en ellos el agua queda estancada y se hace necesario, para evitar contaminaciones, efectuar frecuentes descargas (ya sea por medio de bocas de riego o llaves de descarga). La economa que resulta del menor desarrollo (menor nmero de kilmetros de la red) es ms bien aparente que real, ya que en este caso ser necesario contar con dimetros mayores, puesto que la alimentacin de cada tramo no se verifica ms que por un solo lado.b. Red tipo malladaEn las redes malladas, las tuberas principales se comunican unas con otras inferiores a los seis kilogramos por centmetro cuadrado (=< 6 Kgf/cm2), se podr disponer de una instalacin constituida por un depsito regulador para un solo piso con o sin depsito de cola. Redes escalonadasEn el caso de topografas muy accidentadas, puede existir sectores en que las presiones mximas que puedan producirse superen los seis Kilogramos por centmetro cuadrado (6 Kgf/cm2), resultar necesario, por tanto, dividir la superficie afectada por la ordenacin en el nmero suficiente de pisos, de forma que en ninguno de ellos se supere la presin lmite arriba establecida; esta solucin da lugar a las llamadas redes escalonadas Redes por impulsinEn determinados supuestos se hace necesario organizar una impulsin para superar algn obstculo orogrfico del relieve, en estas circunstancias se hace imprescindible el empleo de redes por impulsin., formando circuitos cerrados y se caracterizan por el hecho de que la alimentacin de las tuberas puede efectuarse por sus dos extremos indistintamente, segn se comporten las tuberas adyacentes, de manera que el sentido de la corriente no es siempre, forzosamente, el mismo. La separacin mxima entre los lados opuestos de una malla ser de 900 m. y la mnima de 250 m. La superficie mxima de una malla ser de 30 Ha y la mnima de 9 Ha. Cada malla abastecer un mximo de 1.500 viviendas y a un mnimo de 500. Cuando el ncleo tenga menos de 500 viviendas se dispondr una sola malla. Los distribuidores estarn conectados entre s, y/o a las arteriasLa red de distribucin puede estar conformadas por los siguientes tipos de tuberas, segn su funcin y dimetro: Red principal o matriz: Es el conjunto de tuberas con dimetro nominal mayor o igual a 12 (300 mm). Es la red encargada de distribuir el agua en las diferentes zonas de la poblacin y sobre ella se deben garantizar caudales y presiones segn la norma exigida. No debe realizarse ninguna conexin domiciliaria a partir de la red matriz. Red secundaria: Se clasifica como red secundaria al conjunto de tuberas con dimetros menores de 12, hasta los mayores o iguales a 4 (100 mm). Se abastecen d las tuberas principales y alimentan las redes terciarias o menores. No deben realizarse conexiones domiciliarias, salvo en el caso de grandes consumidores con conexiones superiores a 3 (75 mm) Red terciaria o menor: La red terciaria es alimentada por la red secundaria y es la encargada de realizar las conexiones domiciliarias. Sus dimetros son menores o iguales a 3 (75 mm) y el dimetro mnimo depende del uso del agua (comercial, industrial o institucional), pero nunca deber ser menor de 1. Conexin domiciliaria: Es la conexin que de la red menor se hace a cada predio. Su dimetro se encuentra entre (12.5 mm) hasta 3 (75 mm) dependiendo del tipo de usuario.Generalmente en poblaciones pequeas menores de 60.000 habitantes no hay dimetros superiores a 12