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Ing. MSc. Juan Carlos Rocha

Instrumento de Capacitación MSOP

DISEÑO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO PARA

SISTEMAS DE AGUA POTABLESon estructuras civiles destinadas alalmacenamiento de agua. Tienen comofunción satisfacer la demanda de agua,mantener un volumen adicional comoreserva y garantizar las presiones deservicio en la red de distribución.



La elaboración del proyecto de tanques de almacenamiento deagua comprende las siguientes actividades:

a) Obtener los datos y estudios básicos de diseño.b) Establecer el tipo y ubicación del tanque.c) Determinar la capacidad del tanque.d) Establecer la forma, dimensiones, número y emplazamiento

del tanque.e) Establecer los niveles de instalación.f) Seleccionar el material del tanque.g) Localizar los dispositivos del tanque.h) Diseñar los accesorios y obras complementarias.

Actividades Necesarias para el Desarrollo del Proyecto



Tipos de Tanques

De acuerdo a su ubicación sobre

el terreno

De acuerdo al tipo de alimentación

Tanques superficiales

Tanques elevados

TANQUES DE ALMACENAMIENTO



Tipos de Tanques

Tanques superficiales

Tanques elevadosDe acuerdo a su ubicación sobre

el terreno





Tipos de Tanques

Tanques de cabecera

ver

Tanques de

compensación

ver

FIGURA 1

FIGURA 2


De acuerdo a su ubicación sobre

el terreno




FIGURA 1



FIGURA 2



Volumen de regulación

Volumen contra incendios

Volumen de reserva

El m

ayor

de

Capacidad del Tanque de Almacenamiento

Mediante curvas de consumo

ver

Mediante coeficientes empíricos

Donde:

Vr Volumen de regulación en m3

C Coeficiente de regulación

Sistemas a gravedad 0,15 a 0,30Sistemas por bombeo 0,15 a 0,25

Qmax.d Caudal máximo diario en m3/d

t Tiempo en días t = 1 día como mínimo



El m

ayor

de

Mediante curvas de consumo

ver

Mediante coeficientes empíricos

Donde:

Vr Volumen de regulación en m3

C Coeficiente de regulación

Sistemas a gravedad 0,15 a 0,30Sistemas por bombeo 0,15 a 0,25

Qmax.d Caudal máximo diario en m3/d

t Tiempo en días t = 1 día como mínimo

FIGURA 4

max.dQ*CrV =



Volumen de reserva


*t



Donde: Qi Caudal para lucha contra incendio en m3/min

P Población en miles de habitantes Mediante coeficientes empíricos

Donde: Vi Volumen para lucha contra incendios en m3

Qi Caudal para lucha contra incendio en m3/min

t Tiempo en horas

)P*0.01(1*P*3.86iQ −=

t*iQ*60iV =

El m

ayor

de



Volumen de reserva




Donde:Vre Volumen de reserva en m3

Qmax.d Caudal máximo diario en l/st Tiempo en horas t = 4 horas

t*mdQ*3.6rV =

El m

ayor

de



Volumen de reserva


e



Cotas o Niveles de Instalación

Deben garantizar presiones dinámicas mínimas en la red dedistribución, establecidos en el Reglamento de Redes deDistribución.

La Presión estática deben estar referida al nivel de aguamáximo.

La Presión dinámica debe estar referida al nivel de aguamínimo.



Cotas o Niveles de Instalación

Deben garantizar presiones mínimas en la red de distribución,establecidos en el Reglamento de Redes de Distribución.

La Presión estática deben estar referida al nivel de aguamáximo.

La Presión dinámica debe estar referida al nivel de aguamínimo.



Profundidad

Distancia a otros servicios

Emplazamientos

Sistema de Drenaje inferior

Número de unidades

Requerimientos de diseñoEl fondo del tanque debe estar por lomenos a 0.50 m por encima del nivelfreático máximo.

En caso de utilizarse drenaje estedebe estar a una distancia mínima de2 m de las paredes del tanque.



Profundidad


Emplazamientos


Número de unidades

El fondo del tanque debe estar por lomenos a 0.50 m por encima del nivelfreático máximo.

En caso de utilizarse drenaje éstedebe estar a una distancia mínima de2 m de las paredes del tanque.

Requerimientos de diseño



Profundidad


Emplazamientos


Número de unidades

La distancia del tanque dealmacenamiento a una tubería dealcantarillado debe ser mayor a 30 mpara terreno impermeable y de 45 mpara terreno permeable.

Las distancias se reducirán a lamitad se se usa un sistema dedrenaje.




Profundidad


Emplazamientos


Número de unidades

Próximo a la fuente deabastecimiento o planta detratamiento.

En las cercanías de las zonas demayores consumos.

En las zonas altas de la población.




Profundidad


Emplazamientos


Número de unidades

El sistema de drenaje debe sersubdividido de modo que cadasubdivisión corresponda a un áreamáxima de 500 m2.




Profundidad


Emplazamientos


Número de unidades

Cuando el volumen del tanque seasuperior a 50 m3 se debe considerar eluso de 2 o más tanques para facilitarlas tareas de operación ymantenimiento.




Aspectos Complementarios Acceso de Inspección

VentilaciónLimitadores de Nivel

Medidor de Caudal

Protección contra la luz natural

Escaleras de Acceso

Protección del tanque

Revestimiento Interior

Cubierta

Altura de Revancha



Generalidades Deben construirse donde las condiciones del suelo sean favorables, alejados de zonas de deslizamiento, fallas geológicas, drenajes de agua y focos de contaminación.

Pueden ser de: ferrocemento, HºAº, HºCº, mampostería de piedra o ladrillo, metálicos, fibra de vidrio, otros.

Debe contar con cálculo estructural y garantizar estanqueidad



Accesorios Tubería de entrada

Debe contar con una válvula.La tubería de entrada debe estar a 5 cm de la tubería de

rebose.

Tubería de paso directo (by pass)En tanques unitarios

- Se debe colocar un paso directo (by pass) con la debida consideración a la sobre presión que pueda presentarse.

- Se debe considerar el uso de by pass cuando el volumen del tanque sea mayor a 50 m3



Tubería de Salida En una tubería de salida situada en un plano horizontal, la alturade agua debe ser igual a 3 veces la mayor dimensión de la tubería.

En una tubería de salida situada en un plano inclinado, formandoun ángulo máximo 45° con un plano horizontal, la altura de aguamedida al centro de la tubería debe ser igual a 3 veces la mayordimensión de la tubería.

En una tubería de salida situada en un plano inclinado, que formacon un plano horizontal un ángulo mayor que 45°, la altura de aguamedida a la parte más alta de tubería debe ser igual a 2 veces ladimensión de la tubería definida por la parte alta.

El borde del pozo debe situarse por lo menos 10 cm por debajodel fondo del tanque.



Tubería de Salida La velocidad máxima del agua en la sección de salida debe ser

menor a 0,60 m/s.

La tubería de salida debe estar ubicada a una altura mínima de1/3 a 1/2 del diámetro (D) de la misma, entre la parte inferior dela tubería o criba (colador) y el fondo del pozo, con un mínimo de0,10 m.

La distancia horizontal entre el colador de salida y la pared máspróxima del tanque debe ser como mínimo igual a D/2, con unmínimo de 0,10 m.



Debe estar dotada de válvula.

Debe existir un dispositivo que permita la entrada de aire en la tubería.

La tubería de salida debe ubicarse de acuerdo al numeral 3.2.4 del reglamento

Tubería de Salida



Tubería de Rebose

.

Donde: Q Caudal máximo diario o caudal de bombeo en m3/sCd Coeficiente de contracción

Cd = 0.60A Área del orificio de desagüe en m2

g Aceleración de la gravedad en m/s2

h Carga hidráulica sobre la tubería de desagüe en m

La tubería de rebose debe conectar con descarga libre a la tubería de limpieza. El diámetro de la tubería de rebose no debe ser inferior al diámetro de la tubería de ingreso. Las paredes del tanque deben tener una altura total por lo menos 0.30 m mayor que la altura alcanzada por el agua en el rebose.

h*g*2*A*dCQ =



Tubería de Limpieza Debe estar situada por debajo del fondo del tanque.

El fondo del tanque debe contar con una pendiente no menor a 1% hacia la tubería de limpieza.

La tubería de limpieza debe tener un diámetro tal que facilite el vaciado del tanque en un periodo no mayor a 4 horas.

El diámetro del orificio se calcula con:

Donde:T Tiempo de vaciado en segundosS Área superficial del tanque en mh Carga hidráulica sobre la tubería en m2

Cd Coeficiente de contracciónCd = 0,60 a 0,65A0 Área del orificio de desagüe en m2

g Aceleración de la gravedad en m/s2

2g*T*dCh*S*2

0A =



Coladores La salida y la descarga de fondo deben estar protegidos con colador o rejilla de abertura máxima de 5 cm y un área abierta total 50% mayor que la abertura protegida.



Revestimiento Interior

El fondo y paredes del tanque deben ser impermeablesindependientes del revestimiento o pintura.



Debe ser impermeable. La pendiente debe tener como mínimo 2%.

Cubierta



En tanques elevados se debe disponer de un dispositivolimitador de nivel máximo de agua, para impedir la pérdidade agua a traves del rebosadero.

Limitadores de Nivel



En tanques de pequeña capacidad pueden ser tubosverticales que terminen en curvas de 180º, dispuestas en laparte superior con una covertura que impida la entrada depolvo o agua. En tanques de gran capacidad la ventilación debehacerse a traves de cámaras de ventilación. Las tuberías y las cámaras deben ser protegidas conmalla milimétrica.

Ventilación



Cada tanque debe contar con una abertura parainspección de 0.60 m * 0.60 m como mínimo. Deben situarse junto a una de las paredes. Los bordes de la abertura de acceso deben situarse porlo menos 5 cm por encima de la superficie de la cubierta.

Acceso de Inspección



El medidor de caudal debe estar ubicado en la tubería desalida del tanque. Solo se debe considerar el medidor para poblacionessuperiores a los 10000 hab. Para poblaciones menores elproyectista debe justificar su uso.

Medidor de Caudal



No se permitirá la entrada de luz natural al interior deltanque en forma permanente.

Protección contra la Luz



Los tanques elevados deben estar provistos de escalerasy jaulas de protección. Las escaleras exteriores deben ubicarse en la partesuperior del tanque. El inicio de la escalera debe ser tal que impida el accesode personas no autorizadas. Las escaleras interiores deben ser provistas en tanquescuya altura sea >1.2 m, espaciados cada 30 cm yconstruidos de material resistente a la corrosión.

Escaleras de Acceso



Los tanques de almacenamiento deberan estarprotegidos mediante un cerco o muro con una altura yresistencia necesarias, provista de su correspondientepuerta con cerradura.

Protección del Tanque



0

con abastecimiento constante.Figura A.4 Determinación gráfica del volúmen de regulación

20 4 6

Abast. Q cteConsumos

Horas.

221816 2014108 12 24

Determinacion grafica Volumen de Almacenamiento

60

30

b

10

20

% d

el Q

med

io

40

50

90

70

a80

100



La altura de revancha no debe ser menor a 0.20 m

Altura de Revancha

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