Configuración de un Sistema de Agua Potable

ÍNDICE

1.        INTRODUCCIÓN        3

2.        OBJETIVOS        4

3.        ESPECIFICACIONES DE DISEÑO        4

Periodo de diseño        4

Caudal de diseño        5

Presiones extremas y de servicio        6

Diámetros mínimos        7

Velocidad del diseño        8

Profundidad de las tuberías        8

Pendiente de la tubería        8

Distancias mínimas a ductos de otros servicios públicos        8

Accesorios        8

Válvulas        8

Diámetros        11

4.        MÉTODOS PARA RED QUE ABASTECIERA A MÁS DE 30 CONEXIONES        11

4.1. MÉTODO DE LA REPARTICIÓN MEDIA PARA CAUDALES        12

4.2. MÉTODO DE LA DENSIDAD POBLACIONAL PARA CAUDALES        14

4.3 MÉTODO DE LA LONGITUD UNITARIA PARA CAUDALES        15

4.4. MÉTODO DEL NÚMERO DE FAMILIAS        15

4.5. MÉTODO DE LAS ÁREAS        16

5.        MÉTODO PROBABILÍSTICO O DE SIMULTANEIDAD PARA RED QUE ABASTEZCA A MENOS DE 30 CONEXIONES        17

6.        EJERCICIO APLICATIVO        17

CONCLUSIONES        18

BIBLIOGRAFÍA        18

1. INTRODUCCIÓN

Ilustración 1 Configuración de un Sistema de Agua Potable.

[pic 1]

En el presente trabajo se hablará exclusivamente de la red de distribución, misma que contendrá parámetros expuestos en la Normativa Ecuatoriana INEN 9-1 y 9-2. Y también criterios de diferentes autores para su diseño.

Para empezar con el entendimiento del diseño de una red de distribución tenemos que conocer algunos aspectos de este sistema de distribución de agua potable, por lo que sabemos, la unión entre el tanque de almacenamiento y la red de distribución se hace mediante una conducción denominada línea matriz, la cual tiene como función transportar el agua potable a los puntos de entrada de la línea matriz (López Coalla, 2004).

La red de distribución puede estar conformada por los siguientes tipos de tuberías, según su función y diámetro:

Red principal o matriz, red secundaria, red terciaria o menor y conexiones domiciliarias, estos criterios de clasificación según el diámetro de la tubería pueden cambiar de ciudad a ciudad de acuerdo con la norma establecida.

Como en todo proyecto, se deben determinar previamente algunos parámetros para su correcto diseño, tales como realizar un adecuado trazado de la red de distribución ya sea abierta o cerrada, también se debe conocer con anterioridad las características topográficas de la población actual y futura en donde debe contar las infraestructuras urbanísticas existentes de cada ciudad, como tenemos calles, tuberías de alcantarillado, instalaciones telefónicas, etc.

Además de esto también un aspecto importante a considerar es las características geológicas del subsuelo, que definas zonas de falla, deslizamientos, etc.

Existen vatios tipos de configuración de un sistema, tanto para redes abiertas, cerradas y mixtas, pero en este caso nos basaremos específicamente en las redes abiertas y uno y un trazado tipo para este tipo de sistemas es aquel que va de un diámetro mayor a un diámetro menor.

Este tipo de red se lo puede utilizar para zonas rurales, que por lo general solo tiene una calle principal.

El otro tipo de red es el llamado de árbol, mismo que consta de un tronco principal (tubería principal y de este se deprende varias ramificaciones.

En el marco teórico del presente trabajo, se dará a conocer más detalladamente cada aspecto mencionado, en la parte introductoria incluyendo un ejemplo muy sencillo para la comprensión de nuestros compañeros.

1. OBJETIVOS

• GENERAL

• Realizar un ejercicio explicativo de red de distribución abierta de agua potable.

• ESPECÍFICOS

• Conocer los parámetros con los que se diseñara este tipo de red de distribución
• Conocer los métodos para determinar el caudal en cada ramal del sistema de agua potable

1. ESPECIFICACIONES DE DISEÑO

Periodo de diseño

El periodo de diseño de la red de distribución depende de las características de tamaño de población y de la capacidad económica del municipio para:

• La construcción de la red
• Su renovación
• Optimización o
• Ampliación

Las redes de mayor tamaño deben cumplir con la función de suministrar un caudal adecuado a una presión adecuada por un mayor número de años que una red menor, puesto que el cambio o refuerzo implica grandes inconvenientes técnicos e implica afectación del diario vivir.

El crecimiento de la red de distribución debe ser acorde con el plan de desarrollo de la comunidad, donde el período de expansión recomendado en cada etapa es de aproximadamente 10 años, aunque puede ser menor dependiendo del diseño y la construcción del proyecto.

El periodo de diseño recomendado para los diferentes tipos de redes son las siguientes:

• Red matriz o principal: Se usará un diámetro superior a 12’’ y el periodo de diseño final se encuentra entre 20 y 30 años
• Red secundaria: Se usará un diámetro entre un intervalo de 4’’ a 12’’ y su período de diseño concluye entre 15 y 25 años
• Red terciaria: Se utiliza un diámetro inferior o igual a 3’’ y su periodo de diseño finaliza en el rango de 15 a 20 años.

Caudal de diseño

EL caudal de diseño de las redes de distribución corresponde al caudal máximo horario (QMH), aplicando los factores de mayoración de la siguiente tabla:

[pic 2]

[pic 3]

En algunos casos de ciudades intermedias es necesario diseñar con el máximo valor, resultante de comparar el caudal máximo horario con el caudal de incendio más el caudal medio diario.

En este último caso, el caudal de incendio se determina de acuerdo con el número de hidrantes y si caudal unitario establecido según la siguiente tabla:

[pic 4][pic 5]

Presiones extremas y de servicio

La presión mínima en cualquier punto de la red matriz o red secundaria debe ser superior a 10mca (1kg/cm2). En ciudades de gran tamaño (mayores a 60000 hab.) se exige una presión mínima de 15mca (1.5kg/cm²). La presión se establece refiriéndose a la línea piezométrica dinámica cuando el nivel es mínimo en el tanque de almacenamiento, es decir cuando está en circulación el caudal de diseño.

La presión máxima para cualquier tamaño de población es de 60mca (6kg/cm²), refiriéndose a la línea piezométrica estática en condiciones de nivel máximo.

La presión máxima no debe sobrepasar en ningún caso la presión de servicio de la tubería.

[pic 6]

También se debe de tomar en cuenta la presión de servicio del municipio, tomando en consideración la altura de las edificaciones.

Para definir la presión de servicio en función de la altura de las edificaciones, se puede emplear la siguiente fórmula del Ing. Bernardo Gómez

[pic 7]

Donde:

P = presión de servicio mínima (mca)

N = número máximo de pisos en las edificaciones

Los valores obtenidos de la ecuación anterior se consignan en la siguiente tabla

[pic 8]

[pic 9]

Si existen edificaciones de mayor altura, deberán disponer de equipos propios para elevar el agua con la presión adecuada.

Diámetros mínimos

Los diámetros de las tuberías se definen según el tipo de red (matriz, secundaria y terciaria).

Para adoptar los diámetros mínimos contamos con una tabla de la norma RAS  Colombiana.

[pic 10][pic 11]

Velocidad del diseño

Por lo general, se debe diseñar con velocidades que se encuentren en el intervalo entre 0.9 y 1.5 m/s.

En zonas rurales se recomienda diseñar con velocidades entre 0.4 y 2.5 m/s.

...