UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE BOLÍVAR
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
PERÍODO DE DISEÑOPROFESOR: INGº CARLOS AUGUSTO PÉREZ TOVAR
INTEGRANTES:
GUTIÉRREZ YASMAL
ROBLES VANESSA
RONDÓN ZEREYDA
◦ Identificar los diferentes factores que afectan el período de diseño.
◦ Estimar el crecimiento poblacional.
◦ Explicar la influencia de diferentes factores en los períodos de diseño.
◦ Fijar el período de diseño de todos los elementos del sistema de abastecimiento de aguas, en función de los factores que lo afectan y de las recomendaciones de las normas.
OBJETIVOS
PERIODO DE DISEÑO
Se puede definir como el tiempo para la cual el sistema es eficiente el 100%.
Ya sea por capacidad en la conducción del gasto deseado
O por la resistencia física de las instalaciones.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE
DISEÑO
DURABILIDAD O VIDA ÚTIL DE LAS INSTALACIONES.
FACILIDAD DE CONSTRUCCIÓN.
POSIBILIDAD DE AMPLIACIÓN O SUSTITUCIÓN.
TENDENCIA DE CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN.
POSIBILIDAD DE FINANCIAMIENTO.
RATA DE INTERÉS.
DURABILIDAD O VIDA ÚTIL DE LAS INSTALACIONES.
MATERIALES
RESISTENCIA AL
DESGASTE
RESISTENCIA A LOS
ESFUERZOS
Variabilidad del periodo de diseño
FACILIDAD DE CONSTRUCCIÓN.
La dificultad constructiva mientras mas difícil sea por ejemplo una excavación si se usa dinamita, explosivo, ya sea por la longitud en que se encuentra, por la ruta que tiene que seguir si se tiene que hacer puentes, o si existe cualquier obra que sea parte del sistema en general ya que cualquier gestión que sea una dificultad constructiva(obras grandes) debe tener un periodo de diseño mayor.
Los elementos del sistema que pueden ser ampliables y sustituibles y por lo tanto puede ser construido por etapas como son: estaciones de bombeo, plantas de tratamiento entre otras.
POSIBILIDAD DE AMPLIACIÓN O SUSTITUCIÓN:
ESTIMACIÓN DE LA
POBLACIÓN
GEOMÉTRICO
10
20
30
ARITMÉTICO
r
t
Gráfica de estimación para la población de Pariaguán (Pob vs t):
Si la proyección futura es lineal; se le llama crecimiento aritmético. Si la proyección futura es exponencial; se le llamara crecimiento geométrico.
71 81 91 2001
PF= Pp + r(n)
Donde:
PF = Población futura(habitantes)
Pp= Población presente ( habitantes)
n = t= Año futuro- año presente
r= Razón (rata anual) de crecimiento poblacional.
PROCEDIMIENTO ARITMÉTICO
EJEMPLO DEL PROCEDIMIENTO
ARITMÉTICO
EJEMPLO: Población de Pariaguán Edo Anzoátegui.
POBLACIÓN PARA 2031=?
CONSUMO EN LTS/SEG= ?
Censo
Habitantes
∆P ∆T r
1970
12370
2140
2408
3214
11
10
10
195
241
321
1981
14510
1991
16918
2001
20132
Ejemplo numérico de estimación para la población de Pariaguán:
P(2031)= P(2001)+ r(2031-2001)
P(81) = P(70)+ r1(11).
r₁= P/ t.
r₁= 2140/11
r₁= 195 hab./año
Cálculo para la estimación de la población futura de la población de Pariaguán.
• La población futura para el año 2031 seria la población presente en(2001) más una rata (que seria la diferencia de año entre 2031-2001).
• Para el cálculo de las ratas la estimación de la
población de Pariaguán seria la división entre
variación de la población con la variación del tiempo
para cada periodo.
r
70 81 91 2001 2030
195
241
321
500
t
Gráfica del procedimiento aritmético para la población de Pariaguán.(rata vs tiempo)
P(2031)= P(2001)+ r(2031-2001)
P(2031)= 20.132+ 500*(30)
P(2031)= 35.132 habitantes.
Para el cálculo de la población futura para el año 2031 seria: la población presente, es decir, la del (2001) menos la rata (diferencia de año entre el 2031−2001).
CONTINUACIÓN: Gráfica del procedimiento aritmético para la población de
Pariaguán. (rata vs tiempo)
Tendencias de Crecimiento Poblacional.
El crecimiento poblacional es
función de factores
económicos , sociales y de desarrollos industriales.
Mientras que de acuerdo a las tendencias de crecimiento de la población es conveniente
elegir periodos de diseño mas
largos para crecimientos
lentos y viceversa.
Distribución poblacional mundial Urbana - Rural
1.970 – 2.000 – 2.030
Hab
t
AceleradoLento Lento
Progresiones Aritméticas
Progresiones Geométricas
A continuación se muestra una representación gráfica de las tendencias de crecimiento poblacional (Hab vs t):
Hab
t
Progresiones Aritméticas
n
Crecimiento
esperado de la
poblaciónLento →
Periodo de diseño largo
Acelerado →Periodo de diseño
corto¿Porque CRECE o
DECRECE una población?
La población CRECE debido a
nacimientos, migraciones,
desarrollos económicos, entre otros.
Ejemplo numérico de estimación para la población de Pariaguán:
Poblacion2031=?
Consumo en LPS=?
Censo Habitantes ΔP ΔT r
1970
12370
2140
11 195
1981
14510
2408 10 241
1991
16918
3214
10 321
2001
20132
Gráfica de estimación para la población de Pariaguán(Pob vs t):
Si la línea de dispersión es ascendente se determinará la estimación de la población por medio del Procedimiento Geométrico.Si la línea de dispersión sigue una trayectoria lineal, de determinará
la estimación de la población por medio del Procedimiento Aritmético.
1965197019751980198519901995200020050
5000
10000
15000
20000
25000
Pob
t
Pob
P. Aritmético
P. Geométrico
Población futura
Para la población de Pariaguán, se determinará el tipo de crecimiento dependiendo del desarrollo económico y entre otros factores, los cuales determinarán si crece o no dicha población.
En este caso no existen suficientes datos y la proyección futura se determinará en función del desarrollo económico.
Procedimiento Geométrico para la estimación de la población:
Pf = Pp x (1 + r)n
ff
Para la estimación de la
población del año 2.031 se efectuará por medio de las
poblaciones de 1.981 y 1970,
despejando “r” de la fórmula se obtiene la rata.
P(1981) = P(1970) x ( 1 + r1)11
14510 = 12370 x (1 + r1)11
r1= 11√p(1981)/p(1970)
– 1
r1 = 0,0146r1 = 1,46%
Esta operación se realiza para cada año, logrando de ésta manera la obtención de
cada rata respectivamente.
Ahora para la población del
2.031 se le calculó una
extrapolación de 0.028 que se
sustituirá en la ecuación antes
usada.Consumo= 46097
Hab x 250 L/Hab/D x
(1dia/86400seg)
Consumo2031= 133,38 LPS
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 20400
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Gráfica del Procedimiento Geométrico para la población de Pariaguán (rata vs t)
r (%)
t
Posibilidades de Financiamiento. Rata de Interés.
Posibilidad de Financiamiento y Rata de Interés
Las razones de durabilidad y resistencia al desgaste físico es indudable que representa un factor
importante en el diseño.
Pero adicionalmente habrá que hacer esas estimaciones de interés y de costos
capitalizados.
POSIBILIDADES DE FINANCIAMIENTOPosibilidad de financiamiento → Periodo de diseño largo.
RATA DE INTERÉSRata de interés alta → Periodo de diseño corto.Mayor posibilidad → Mayor periodo de diseño.
Rango de valores de los Períodos de
DiseñoTomando en consideración los factores
señalados se debe establecer para cada caso el período de diseño aconsejable. A
continuación se indican algunos rangos de valores asignados a los diversos componentes de los sistemas de
abastecimientos de agua.
a) Fuentes superficialesa.1) Sin regulación: Deben proveer un caudal mínimo para un período de 20 a 30 años.
a.2) Con regulación: Las capacidades de embalse deben basarse en registros de escorrentía de 20 a 30años.
b) Fuentes subterráneasEl acuífero debe ser capaz de satisfacer
la demanda de una población futura de 20 a 30 años, pero su aprovechamiento puede ser por etapas, mediante la perforación de pozos con capacidad dentro de períodos de diseño menores (10 años).
c) Obras de captaciónDependiendo de la magnitud e importancia de
la obra se podrán utilizar períodos de diseño entre 20 y 40 años.
c.1) Diques-tomas 15-25 años.
c.2) Diques-represas 30-50 años.
d) Estaciones de bombeoSe entiende por estación 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 períodos de diseño entre 10 y 15 años.
d.2) Las instalaciones y edificios pueden ser diseñados, tomando en cuenta las posibilidades de ampliaciones futuras y con períodos de diseño de 20 a 25 años.
e) Líneas de aducciónDependerá en mucho de la magnitud,
diámetro, dificultades de ejecución de obra, costos, etc., requiriendo en algunos casos un análisis económico. En general, un período de diseño aconsejable está entre 20 y 40 años.
Tubería de polietileno12” ∅
Tubería de acero8” ∅
f) Plantas de tratamientoGeneralmente se da flexibilidad para
desarrollarse por etapas, lo cual permite estimar períodos de diseño de 10 a 15 años, con posibilidades de ampliaciones futuras para períodos similares.
g) Estanques de almacenamientog.1) De concreto 30-40 años
Los estanques de concreto permiten también su construcción por etapas, por lo cual los proyectos deben contemplar la posibilidad de desarrollo parcial.
g.2) Metálicos 20-30 años
h) Redes de distribuciónLas redes de distribución beben diseñarse para el
completo desarrollo del área que sirven. Generalmente se estiman períodos de diseño de 20 años, pero cuando la magnitud de la obra lo justifique estos períodos pueden hacerse mayores: 30 a 40 años.
i) A obras de arte y demás equipos y accesorios que conformen el sistema, se le asignará períodos de diseño de acuerdo a su función y ubicación respecto a los componentes del sistema que los contiene.
Red de distribución ramificada
ELEMENTO DEL SISTEMA PERIODO DE DISEÑO
Fuente Regulada Fuente No Regulada
Fuente Subterráneas
50-10020-3010-15
O. De captaciónLíneas de conducción
Plantas de Tratamiento
20-4020-4010-15
Estación de BombeoLíneas de Impulsión
10-1520-40
EstanquesConcretoMetálicos
30-4020-30
Tubería MatrizRed de Distribución
20-4030-50
Rango de valores