UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)
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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)
Sistemas de Agua Potable
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DISEÑO DE REDES DE AGUA DISEÑO DE REDES DE AGUA POTABLEPOTABLE
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• Redes de DISTRIBUCIÓN•
• PARA EL DISEÑ0 DE LA RED ES IMPRESCINDIBLE HABER DEFINIDO LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO Y LA UBICACIÓN TENTATIVA DEL ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO. CUMPLIDOS ESTOS REQUISITOS SE PROCEDERÁ AL DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCCIÓN.
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• PRESIONES EN LA RED
• LAS PRESIONES EN LA RED DEBEN SATISFACER CIERTAS CONDICIONES MÍNIMAS Y MÁXIMAS PARA LAS DIFERENTES SITUACIONES DE ANÁLISIS QUE PUEDEN OCURRIR. EN TAL SENTIDO, LA RED DEBE MANTENER PRESIONES DE SERVICIOS MÍNIMAS, QUE SEAN CAPACES DE LLEVAR AGUA A LA LIVIVIENDA O EDIFICACIONES
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PRESIONES MÍNIMAS
TIPO DE MEDIO PRESION mínima
UDA
MEDIO RURAL 10 MCAURBANO 20@25 MCA
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PRESIONES MÁXIMO
TIPO DE MEDIO PRESION máximo
UDA
MEDIO RURAL 50 MCAURBANO 50 MCA
DEPENDE DE LA TOPOGRAFIA DEL TERRENO
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RUGOSIDAD DE LAS TUBERIASRUGOSIDAD DE LAS TUBERIAS
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• SE UTILIZA PRINCIPALMENTE LA FORMULA DE HAZEN – WILLIAMS• • V = 1.318 C R0.63 S0.54
• QUE COMBINADA CON LA ECUACION DE CONTINUIDAD (Q=VXA) PUEDE ESCRIBIRSE EN LA FORMA:
• • h = α L Q1.85
• EN ESTA EXPRESION:• L = LONGITUD DE LA TUBERIA , METROS• h = PERDIDA DE CARGA, METROS• α = COEFICIENTE QUE DEPENDE DE C Y DEL DIAMETRO• Q = CAUDAL, LPS• VALORES DEL COEFICIENTE C MAS UTILIZADOS• HIERRO FUNDIDO 100• HIERRO FUNDIDO DUCTIL 100• HIERRO GALVANIZADO 100 – 110• ASBESTO CEMENTO 120• POLICLORURO DE VINILO (PVC) 140
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• RUGOSIDAD DE LA TUBERIA • EN LA DETERMINACION DE LOS DIÁMETROS A UTILIZAR ES FRECUENTE
LA UTILIZACIÓN DE LA FÓRMULA DE WILLIAMS Y HAZEN, CUYA EXPRESION ORIGINAL ES:
V = CR^0.63 S^0.54 X 0.001^-0.04
• V=VELOCIDAD MEDIA• R=RADIO HIDRÁULICO( D/4)• S=PENDIENTE DEL GRADIENTE HIDRÁULICO O PÉRDIDA DE CARGA.• C=COEFICIENTE DE RUGOSIDAD.
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• LA EXPRESIÓN ANTETERIOR PUEDE INDICARSE:
• V = 1.318 CR^0.63 S^0.54
• Q= VXA= 1.318 C (D/4)^0.63 X (H/L)^0.54 X (ЛD^2/4)
• H^0.54=(Q X 4 X 4^0.63 X L^0.54)/(Л D^2 X D^0.63 X 1.318 C)
• H=(Q/CD^2.63) X (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54 X L
• 1/0.54=1.85
• (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54=4.720
• H=4.720 X L X (Q/CXD^2.63)^1.85
• 4.720 (1/CD^2.63)^1.85=α
• h = α L Q1.85
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VELOCIDADES PERMISIBLESVELOCIDADES PERMISIBLES
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VELOCIDADES PERMISIBLES
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VELOCIDADES PERMISIBLES
• EXISTE UN CUADRO QUE MUESTRA LA RELACION DIAMETRO-VELOCIDAD ECONOMICA, QUE PUEDE UTILIZARSE PARA SELECCIONAR EL DIAMETRO DE TUBERIA QUE PERMITE MANEJAR LOS CAUDALES Y VELOCIDADES DE MANERA QUE LAS PERDIDAS SEAN ACEPTABLES. EL CUADRO SE PRESENTA A CONTINUACION.PAG.145
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VELOCIDADES PERMISIBLES
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EJEMPLO DISEÑO URBANIZACIONEJEMPLO DISEÑO URBANIZACION
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EJEMPLO N01EJEMPLO N01PARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑARPARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑAREL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE.EL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE.
DATOS:DATOS:1.1. DOTACION 300 LITS/HAB./DIASDOTACION 300 LITS/HAB./DIAS2.2. TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 %TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 %3.3. PERIODO DE DISEÑO 20 AÑOSPERIODO DE DISEÑO 20 AÑOS4.4. USAR 5 PERSONAS POR SOLARUSAR 5 PERSONAS POR SOLAR5.5. DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M2DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M26.6. DOTACION AREA VERDE 2LITS/M2DOTACION AREA VERDE 2LITS/M27.7. TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH40TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH408.8. PRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSIPRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSI9.9. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140
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lotificacion
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CALCULO DE LA POBLACION CALCULO DE LA POBLACION FUTURAFUTURA
Población actualCANTIDAD DE SOLARES= 27CANTIDAD DE PERSONAS POR VIVIENDA= 5Pact= 27x5=135 personas
Población futuraPf=Pact(1+R)^nR=tasa de crecimiento anual(3%).N=período de diseño( 20).Pf=135( 1+3/100)^20= 243.82 = 244 personas
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Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
Caudales Caudales Caudal promedio para población futura:
Qm1 = Dotación * Población Futura
86,400
Qm = 300 lits/personas/días * 244 personas 86,400
Qm=0.85 Lits/seg
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Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
Caudal promedio para área comercial:
Qm2 = Dotación comercial * área comercial
86,400
Qm = 6 lits/m2/días * 2000 m2 86,400
Qm=0.14 Lits/seg
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Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
Caudal promedio para área verde:Qm3 = Dotación área verde * área verde
86,400
Qm = 2 lits/m2/días * 800 m2 86,400
Qm=0.019 Lits/seg
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Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
CaudalesCaudalesCaudal promedio total (caudal medio total): Qmet =Qm1+Qm2+Qm3 Qmet = 0.85 Lits/seg+0.14 Lits/seg+0.019 Lits/seg
Qmet = 1.01 Lits/seg
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Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones
• Caudales de diseño Caudales de diseño
• Caudal máximo diario• Qmáx diario = QmEt * Cvd• Cvd = 1.25 (variación diaria)• Qmáx diario = 1.01*1.25• Qmáx diario = 1.26 lits/seg
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Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones• Caudales de diseño Caudales de diseño
• Caudal máximo horario• Qmáx horario = QmEt * Cvh• Cvh = 2.00 (variación horaria)• Qmáx horario = 1.01*2.00• Qmáx horario = 2.02 lits/seg
•
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PLANO CURVA DE NIVEL
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TRAZADO RED DE AGUA POTABLE PARA FINE DE CALCULO
P5
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• Calculo de la longitud total de la red:
• Ltotal=L1+L2+L3+L4• Ltotal=66.42MTS+65.27MTS+75.3MTS+58.4
5MTS• Ltotal=265.44MTS
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PLANO CURVA DE NIVEL
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COTA DE TERRENO
COTA1 = 92 MTS COTA2 =92 MTS COTA3 =95 MTS COTA4 =97 MTS COTA5 =103 MTS
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CAUDAL POR METRO LINEALCAUDAL POR METRO LINEAL
• Caudal por metro linealQml = QMAX HORARIO LTOTAL
Qml = 2.02/265.44=0.0076LITS/SEG/ML
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FORMULAS PARA EL DISEÑO FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDESDE LAS REDES
Cota 1P1 P2
L
Cota 2
Hf= Pérdidas por fricción de la tuberías de tramo 1-2
SI TENEMOS LA PRESION P1
H1-2 = α L Qmáx horario 1-2 ^1.85 Pág.26, Simon Arocha R.
P2 = P1 + (Cota1-Cota 2) – H1-2
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DETERMINACION DE LAS PRESIONES
TRAMO LONG.MTS
QTRAMOLits/s
1-2 66.42 0.502-3 65.27 0.50
Qml =0.0076LITS/SEG/ML
3-4 75.30 0.574-5 58.45 0.44
Hfmts
Hmmts
Htmts
0.016 0.0024 0.018
0.016 0.0024 0.018
0.024 0.0036 0.028
0.011 0.0017 0.013
Cotaa
Cotab
Pmca
92 92 20.98
92 95 17.96
95 97 15.93
97 103 9.92