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CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

POTABLE

Generalidades

• Consumo de agua no es cte.

• Varía con el t (hora del día)

• Suministro teórico es cte, en función del Qmaxdiario - es

necesario de un tanque regulador que amortigüe las

demandas horarias

Las dimensiones de un tanque regulador se determinan

para cumplir la siguientes Funciones:

•Compensar variaciones del consumo durante el día

•Reserva para casos de incendio

•Disponer de un v adicional para una emergencia

(accidentes, reparaciones o cortes de energía eléctrica)

•Presión adecuada a la red de distribución

CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

POTABLE

Figura 1

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Los tanques pueden construirse:

Sobre el terreno (superficiales, enterrados o semi-enterrados), cuando

se cuenta un desnivel topográfico que permita el funcionamiento de la

red con presiones adecuadas

Cuando no se dispone de una topografía adecuada, se proyectará un

tanque elevado, tanque de succión y bombeo

CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA

POTABLE

Figura 2 y 3 Tanques de distribución Superficial y elevado

Características de diseño. Los tanques pueden ser:

• Cuadrados, circulares, rectangulares (no repercute desde el punto

de vista hidráulico)

• El material debe ser impermeable, proteger contra la corrosión

causada por el agua.

• Diseño estructural contemplará los empujes hidrostáticos, empujes

de tierra y flotación del mismo (cuando se encuentre desocupado)

• Alejado de toda fuente de contaminación: tuberías de alcantarillado

sanitario (30 – 45 m), pozos sépticos, letrinas o vertederos.

• Los tanques son de distribución cuando el agua llegue a este antes

de llegar a la población

Capacidad del tanque de distribución

La capacidad del tanque, o conjunto de tanques (grandes sistemas),

considerará:

• Volumen de regulación

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Volumen en caso de incendios

Volumen de reserva

El volumen de almacenamiento se calcula en base a los consumos de la población y su distribución horaria

Diseño del Volumen del Tanque Regulador

Cálculo analítico

Cálculo Grafico

Generalmente el diseño (analítica o gráfica) se hace por periodos de 24 horas (1 día)

Expresado como Qmax_d a través de hidrogramas, que se determinan estadísticamente.

Tomando en cuenta esta ley, el hidrograma de consumo de una población pequeña quedaría como se muestra en la figura No. 4

Figura 4

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Tabla 1

El cálculo se hace mediante una tabla como la que se presenta en la tabla 1,

considerando la figura 4, la ley de demanda o salida (consumo) la conocemos en

función de porcentajes horarios del caudal máximo diario (Qmax_d), en esta

misma forma se expresa la ley de entrada (suministro).

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Si la alimentación se efectúa sólo durante unas horas, se tendrá que aumentar los caudales de entrada para compensar las horas en que no haya alimentación y tener al final del día un total que corresponda al 2400 por ciento horario (100 por ciento durante las 24 horas).

En la tabla 2 se observa que bombeando de la fuente al tanque durante 8 horas, de 7:00 a 15:00 el porcentaje de suministro es:

Tabla 2.- Volumen de regulación para un suministro

de 8 horas al tanque

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El volumen del tanque será:

La fig. ilustra un tanque superficial alimentado por gravedad

Inicialmente la pendiente de la curva del suministro es menor que la

del consumo (déficit entre A y B)

De B a D, la pendiente del suministro es mayor que la del consumo

(sobrante de agua en este periodo)

TANQUE REGULADOR (DISEÑO GRAFICO)

A

Desde D, la

pendiente de la

curva de suministro

es menor que la del

consumo, hasta B

del día siguiente

(déficit).

B-B` máximo déficit

D-D` máximo exceso

Vol tan= BB`+DD`

El volum. Necesario

para regulación de

demanda puede ser

el 25% del Qmd

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CAPITULO 4. TANQUE REGULADOR

POBLACION DE

DISEÑO

(HAB)

VOLUMEN DE

REGULACION

(m3)

< 5000 30% Qmedio diario

> 5000 25% Qmedio diario

POBLACION DE

DISEÑO

(HAB)

VOLUMEN DE

EMERGENCIA

(m3)

< 5000 NO SE CONSIDERA

> 5000 25% Vreg

Volumen para atención de incendios

POBLACION DE

DISEÑO

(HAB)

VOLUMEN DE

REGULACIO CONTRA

INCENDIO (m3)

3000 - 5000 NO SE CONSIDERA

5000 - 20000

> 20000 Vi = m3

Volumen para Emergencias Volumen Total

VT = Vreg + Vi + VE

En m3

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Luego de obtener el volumen total del tanque se debe

realizar el pre-dimensionamiento, tomando en

consideración:

A mayor Prof, > costo de los muros perimetrales y menor

costo de placas de fondo y cubierta

A menor Prof, > costo de placas de fondo y cubierta y menor

costo de los muros perimetrales. Se puede usar la siguiente

relación empírica:

H = V + k

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Donde;

H = profundidad (m)

V = Volumen total (cientos de m3)

K = cte en función de la capacidad

Prof mín = 2m

Dimensionamiento del Tanque superficial

H = V + k

3

B = L = (VT/H)1/2

Donde;

H = profundidad (m) o altura de agua

V = Volumen total (cientos de m3)

K = cte en función de la capacidad

Prof mín = 2m

Hreg = Vreg/AxB

CnMin = CNmax - Hreg

Cfondo = CNmax – H

Ccorona = Cnmax + 0.5

Dimensionamiento del Tanque

superficial

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Cuando los requisitos de capacidad sean grandes, en el

diseño de los tanques superficiales debe tomarse en

cuenta las siguientes recomendaciones:

a)En tanques unitarios es recomendable colocar un

paso directo (by-pass) que permita mantener el

servicio mientras se efectúa el lavado o la

reparación del tanque, con la debida consideración

a la sobrepresión que pueda presentarse.

b) Las tuberías de rebose descargarán mediante una

interconexión a la tubería de desagüe la cual se

conducirá a una descarga final lejos del tanque para

no comprometer la estructura.

Tanques superficiales: recomendaciones (continuación)

c)Se instalarán válvulas de compuerta en todas las

tuberías. El número mínimo será de cuatro, cada una de

ellas irá ubicada en:

◦ - la tubería de entrada al tanque (prever el golpe de

ariete)

◦ - la tubería del by-pass

◦ - la tubería de salida del tanque

◦ - la tubería de desagüe (se deberá tener en cuenta la

pendiente del fondo del tanque).

d) Este tipo de tanques deberá ser construido con una

cubierta protectora, con tapa de acceso sanitario e

incluir accesorios tales como: escaleras ventiladores,

aberturas de acceso, cámara de válvulas, etc.

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Recomendaciones: La ubicación del tanque está determinada principalmente

por la necesidad y conveniencia de mantener presiones en

la red dentro de los límites de servicio, con lo que se logra

una distribución con menores pérdidas de carga. Estas

presiones en la red están limitadas por Normas, se tiene:

En poblaciones de 5000 a 15000hab: 10 m.c.a.

En poblaciones de áreas urbanas: 20 m.c.a.

La Pest. no será en ningún caso mayor a: 70 m.c.a.

Accesorios complementarios

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Accesorios complementarios

Accesorios complementarios

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Accesorios complementarios

Accesorios complementarios

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Determinar el dimensionamiento de un tanque de

almacenamiento superficial para los siguientes datos:

Periodo de diseño = 25 años

Población de diseño = 6578 hab

Q medio diario = 24,5 l/s

Cota de la lámina máx. de agua en el tanque = 62.8

EJERCICIO

Q med diario= 24.5 l/s

Q med diario= 2116.8 m3/día

p = 6.58 x 103 hab

Vreg = 25% Qmed diario

Vreg = 529.2 m3

Vi = 50 (p)1/2

Vi = 128.26 m3

VE = 25% Vreg

VE = 132.30 m3

VT = Vreg + Vi + VE

VT = 789.76 m3

EJERCICIO

PREDIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE SUPERFICIAL

VT = 7,90 x 102

H = V/3 + k K = 1,5

H = 4,13 m

B = L = (VT/H)1/2

B = L = 13,82 m

DOS COMPARTIMENTOS VT/2 = 394,88

H = V/3 + k K = 1,8

H = 3,13 m

B = L = (VT/H)1/2

B = L = 11,23 m

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EJERCICIO

TALLER

El tanque de la Figura es alimentado por dos fuentes de abastecimiento con

los caudales de bombeo y los tiempos de bombeo indicados. Se pide calcular

el volumen del tanque por medio del método analítico. La población de

diseño es de 10000 hab. La cota del nivel máximo de agua es +54,5.

Determine el volumen del tanque superficial, dibuje el tanque y coloque las

cotas de corona, mínimo nivel de agua, cota de fondo y altura total del

tanque. Adicionalmente dibuje el tanque con los accesorios de entrada y

salida del tanque.