REDES DE URBANIZACION DE AGUA POTABLE

REDES DE DISTRIBUCIÓN: Aplicación a redes deurbanización de agua potable

REDES DE DISTRIBUCIÓN: trazado de cañerías

REDES DE DISTRIBUCIÓN: trazado de cañerías (cont.)

REDES DE DISTRIBUCIÓN:detalle bucles de recirculación

REDES DE DISTRIBUCIÓN:detalle bucles de recirculación (cont.)

REDES DE DISTRIBUCIÓN:Dimensionamiento de las cañerías

Matemáticamente, el problema consiste en determinar el diámetro adecuado de las tuberías para atender las demandas de agua (domiciliaria e incendio) de la urbanización.

Conjunto de conductos cerrados a través de los cuales se transporta agua a presión a los diferentes puntos de consumo, formando redes cerradas de tuberías (mallas).

Estas redes cerradas o mallas forman una retícula, generalmente por razones urbanísticas, siguiendo el trazado de las calles en torno a las manzanas.

REDES DE DISTRIBUCIÓN: Definición

Son también conocidas como circuitos cerrados o ciclos. El objetivo es tener un sistema redundante de tuberías: cualquier zona dentro del área cubierta por el sistema puede ser alcanzada simultáneamente por mas de una tubería, aumentando así la confiabilidad del abastecimiento.

ANÁLISIS Y DIMENSIONAMIENTO DE REDES HIDRÁULICASLos cálculos se efectúan en base al principio de verificación

Ello significa que la red se calcula a partir de diámetros dados, verificando que se cumplan presiones mínimas en los puntos más desfavorables

Datos en tuberías: Diámetro (int.), Material y Longitud

Datos en nudos: Caudal, Cota de terreno y presión o altura piezométrica en nudo de entrada

Incógnita en tuberías: Caudal que escurre por ellas

Incógnita en nudos: Presión o altura piezométrica

TUBERIA 5

NUDO 1

NUDO 3

NUDO 6

TUBERIA 4TU

BE

RIA

3

TUB

ER

IA 6

TUBERIA 1

TUBERIA 2

TUBERIA 7

TUBERIA 8

PVC, D=160

L=85m

L=100PVC, D=110PVC, D=160

L=120m

CT=125mQ=1,3 [lt/seg]

Q=1,5 [lt/seg]CT=100mNUDO 2

Pº=45mcaCT=115m

PVC, D=110L=130m

PVC, D=110L=100m

NUDO 4CT=130mQ=2,5 [lt/seg]

Q=1,8 [lt/seg]CT=125mNUDO 5

CT=120mQ=2,0 [lt/seg]

PV

C, D

=110

L=14

0

PV

C, D

=110

L=15

0

L=120m

PVC, D=110

CALCULO DE REDES CON EPANETPara utilizar Epanet en el cálculo de redes de agua potable, el sistema se debe simplificar, de modo de tener caudales en nudos, además de los siguientes datos:

UTILIZACIÓN DE EPANET EN EL CÁLCULO DE REDESDE URBANIZACIÓN DE AGUA POTABLE

PARA CALCULAR LA RED CON EPANET DEBEMOS OBTENER LOS DATOS QUE SE REQUIEREN EN

TUBERÍAS Y NUDOS:

Datos requeridos para Tuberías:

Longitud : se obtiene por medición directa en la planta de la urbanización. Se hace presente que se debe tener en cuenta la escala a la que se encuentra el plano que se utiliza.

Diámetro : se establece en base al mínimo permitido por la Normativa, para iniciar la modelación; luego pueden modificarse hasta ajustar el resultado de presiones a los valores exigidos por la Norma. Tener presente que el cálculo de la red consiste en verificar diámetros dados.

Coeficiente de Rugosidad : se establece en base al material con que se desea construir la red. Es una decisión de índole externa y, normalmente, emana de los estándares fijados por cada empresa sanitaria.

PARA CALCULAR LA RED CON EPANET DEBEMOS OBTENER LOS DATOS QUE SE REQUIEREN EN

TUBERÍAS Y NUDOS:

Datos requeridos para Nudos de suministro:

Nudo de entrada de caudal : aquel punto donde se conectará la nueva red con la existente, es el nudo de suministro de agua y presión a la red. Para modelar las características de este tipo de nudo, en Epanet debe definirse utilizando el elemento denominado “Embalse”, ya que constituye un dispositivo que suministra agua y, además, confiere presión al sistema en base al nivel de agua que se defina en él.

El caudal de entrada, (suministrado por el dispositivo embalse), siempre es determinado automáticamente, ya que corresponde a la suma de los caudales salientes, es decir, constituyen una fuente de capacidad ilimitada.

La altura del nivel de agua, o nivel piezométrico del agua, que debe asignarse al embalse, se determina sumando la cota de terreno en el nudo más la presión que impone el problema en dicho nudo.

PARA CALCULAR LA RED CON EPANET DEBEMOS OBTENER LOS DATOS QUE SE REQUIEREN EN

TUBERÍAS Y NUDOS:

Datos requeridos para Nudos de consumo:

Nudos de salida de caudal : si bien la red de distribución entrega agua a lo largo de las tuberías, (a través de los arranques domiciliarios), para efectos de modelar el sistema con Epanet, debemos definir puntos donde concentrar estos consumos, utilizando convencionalmente aquellos puntos donde se producen cruces con otras tuberías de la red, o simplemente, la geometría que definen las cuadras de cada manzana.

Para los nudos se requiere indicar la cota de terreno y la demanda base o caudal saliente.

La cota de terreno se obtiene por interpolación de las curvas de nivel del plano de la urbanización.

Para determinar el caudal en los nudos, se debe operar como sigue:

PARA CADA LOTE DE TERRENO, SE IDENTIFICA LA TUBERÍA DE LA RED A LA CUAL SE CONECTARÁ

POR MEDIO DEL ARRANQUE DOMICILIARIO:

CONEXION A MATRIZ

LIN

EA D

E C

IER

RO

LLAVE DE PASO EXTERIOR

MEDIDOR

LLAVE DE PASO

INTERIOR

ARTICULACION

MATRIZ

NICHO DEPROTECCION

SE DEBE TENER LA PRECAUCION DE PROYECTAR ARRANQUES A TODAS LAS TUBERIAS:

TRATANDO DE DISEÑAR LA MAYOR CANTIDAD DE ARRANQUES POSIBLES EN CADA TUBERÍA:

TAMBIEN DEBEN CONSIDERARSE LAS AREAS VERDES DEL LOTEO:

HASTA CUBRIR TODOS LOS PREDIOS DEL LOTEO

LUEGO DEFINIMOS LOS PUNTOS DE CONSUMO: NUDOS

POSTERIORMENTE, SE CONTABILIZAN LAS VIVIENDAS QUE SE CONECTAN A CADA TUBERIA ENTRE NUDOS

LUEGO, SE CALCULAN LAS VIVIENDAS CONCENTRADAS EN CADA NUDO COMO LA SEMISUMA

DE LOS LOTES QUE SE SUMINISTRAN DE CADA TUBERÍA CONECTADA AL NUDO:

15/2 + 5/2 = 10[VIV]

3 vi

vien

das

4 vi

vien

das

DETERMINANDO DE ESTA MANERA LA CANTIDAD DE LOTES QUE SE CONCENTRAN EN CADA NUDO:

15/2 + 5/2 = 10[VIV]

15/2 + 2 + 3/2 = 11[VIV]

17/2 + 3/2 + 4/2 = 12[VIV]

17/2 + 5/2 + 4/2 = 13[VIV]

DE ESTE MODO, CONSIDERANDO LA FÓRMULA DE CÁLCULO DEL CAUDAL MEDIO DIARIO, ESTABLECIDA EN LA NORMA CHILENA, A PARTIR DE LA

DENSIDAD DE HABITANTES POR LOTE, SE PUEDE OBTENER LA CANTIDAD DE HABITANTES CONCENTRADOS EN LOS NUDOS.

POR EJEMPLO, EN LOS NUDOS CON 10 LOTES CONCENTRADOS, SE TENDRÁN 50 HABITANTES, POR LO QUE AL APLICAR LA FORMULA ANTERIOR, SE PODRÁ DETERMINAR

EL CAUDAL MEDIO DEL NUDO.

LA CANTIDAD DE HABITANTES POR LOTE ES UN DATO QUE DEPENDERÁ DEL TIPO DE EDIFICACIÓN QUE SE PROYECTE. EN EL CASO PRESENTE, POR TRATARSE DE VIVIENDAS UNIFAMILIARES, SE CONSIDERARÁN 5 [HAB/LOTE].

ASIMISMO, LA DOTACIÓN DE PRODUCCIÓN ANUAL QUE SE CONSIDERA EN ESTOS CASOS ES DE 250 [LT/HAB/DIA].

FINALMENTE, LA COBERTURA QUE SE DEBE CONSIDERAR ES DEL 100%.

POSTERIORMENTE, A PARTIR DEL CAUDAL MEDIO DIARIO, SE PODRÁN CALCULAR LOS CAUDALES MÁXIMO DIARIO Y MÁXIMO HORARIO, DE

ACUERDO A LA NORMA CHILENA:

DE ACUERDO A LA EXPERIENCIA TRADICIONAL DE CALCULO DE REDES DE AGUA POTABLE, LOS FACTORES DE MÁXIMO CONSUMO QUE SE CONSIDERAN SON LOS SIGUIENTES:

FDMC = 1,5

FHMC = 1,5

LUEGO, LA RED QUE TENEMOS SIMPLIFICADA A TUBERÍAS Y NUDOS CON DATOS CONOCIDOS

LA PODEMOS UTILIZAR COMO MAPA DE FONDO EN EPANET PARA CONSTRUIR EL ESQUEMA DE RED