UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA SANITARIA TEMA:ASIGNACION DE CAUDALES CURSO:AGUA POTABLE I DOCENTE:Ing. ASENCIO BERNUY Julio INTEGRANTES : BEDON GONSALEZ Mallyory LEYVA MILLA Maria SANCHEZ COLETO Gladys TOLEDO RAFAELE Maleny TORO DIAZ Jesus

En la fase de diseño, una vez definida la configuración geométrica de la Red de Distribución de Agua se procede, a partir de la información del estudio de dotaciones y en base a la distribución de las parcelas del urbanismo o sector a atender, a realizar la repartición de las demandas medias que abastece cada tramo de la Red de Distribución de Agua en estudio. INTRODUCCION La asignación de caudales es el cálculo de caudal o gasto que tendrá cada tramo, entre nodo y nodo, el cual se puede calcular manualmente o mediante software´s.

GENERAL:  Conocer cómo se realiza la asignación de los caudales entre nodos en la red de distribución de Agua Potable. ESPECIFICOS:  Conocer los conceptos básicos para poder asignar y/o determinar los caudales en cada nodo de la red de distribución.  Conocer los diferentes métodos que se emplean para la asignación de los caudales en los nodos de la red de distribución. OBJETIVOS

REDES DE DISTRIBUCION DISEÑO Ubicación del Reservorio Fuente de abastecimiento La importancia en esta determinación radica en poder asegurar a la población el suministro eficiente y continuo de agua en cantidad y presión adecuada durante todo el periodo de diseño. Las presiones en la red deben satisfacer ciertas condiciones mínimas y máximas para las diferentes situaciones de análisis que pueden ocurrir. La red debe mantener presiones de servicio mínimas, que sean capaces de llevar agua al interior de la vivienda.También en la red deben existir limitaciones de presiones máximas tales que no provoquen daños en las conexiones y que permitan el servicio sin mayores inconvenientes de uso. Esto obliga en muchos casos (ciudades con topografía muy irregular) a separar redes ‘’mediante estanques, válvulas reductoras de presión o tranquillas rompe cargas, a fin de poder mantener esas presiones dentro de los limites máximos tolerables en redes de distribución.

TIPO DE REDES Se determinan dependiendo de la topografía, ubicación de las fuentes de abastecimiento y del estanque. a) TIPO RAMIFICADO Son redes de distribución constituidas por un ramal troncal y una serie de ramificaciones o ramales que pueden constituir pequeñas mallas. Este tipo de red es utilizado cuando la topografía dificulta o no permite la interconexión entre ramales. Los gastos medios de consumo en cada tramo pueden determinarse conociendo la Zonificación y asignando la dotación correspondiente de acuerdo a las Normas Sanitarias vigente. En el caso de localidades donde no se dispongan del plano regulador de la ciudad, los gastos de consumo por tramo pueden asignarse en base a un gasto unitario para Zonas de densidad homogénea.

Son aquellas redes constituidas por ttuberías interconectadas formando mallas. Este tipo de red de distribución es el más conveniente y tratará siempre de lograrse mediante la interconexión de las tuberías, a fin de crear un circuito cerrado que permita un servicio más eficiente y permanente. En el dimensionado de una red mallada se trata de encontrar los caudales de circulación de cada tramo, para lo cual nos apoyamos en algunas hipótesis estimativas de lo caudales en los nudos. b) TIPO MALLADO En ciudades donde no exista plano regulador, la estimación de los gastos Medios de Consumo se hará en función del crecimiento poblacional para el periodo de diseño considerado. Deberán tomarse en cuenta las características de las viviendas, las densidades de población por Zonas y la posibilidad de desarrollo o de expansión futura hacia alguna zona e particular Cuando se tiene la zonificación y el plano regulador, asignando a cada parcela el uso de la tierra, la determinación de los consumos para cada tramo se hará en base a las cifras de dotaciones contenidas en el reglamento.

CONFIGURACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN Matriz de distribuci ón RedesprincipalesRedesprincipales Redes Secundar ias Ramales abiertos. Intersección de dos tuberías principales. Todo punto de alimentación. Tramos no mayores de 300 metros. Un nodo se defin e como :

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO La red de distribución debe prestar un servicio eficiente y continuo, atendiendo a condiciones mas desfavorables. Al analizar la red adicionalmente se hace necesario estudiar el funcionamiento hidráulico de la red ante eventualidades como la ocurrencia de incendios, lo cual demandara grandes volúmenes de agua en forma momentánea para atender tales contingencias. En las horas de máximo consumo son pocas las probabilidades De que ocurra tal evento, por lo demás ello conduciría a un diseño antieconómico. De estudios probabilísticos an incluido un factor K3 =1.80 para el análisis de una red con incendio permitiendo lograr diseños dentro de rangos económicamente viables. El caudal de incendio se ubicara en el nodo mas desfavorable bajo condiciones de presión. SELECCIÓ N DE DIAMETRO S PERDIDAS DE CARGA PRESIONES DISPONIBLES

Es el caudal utilizado para cada tramo cuando se carece de información de caudal en los tramos, y se trabaja en función de la longitud de los tramos. LT= longitud total de la red (Tramos con toma domiciliaria) Es el caudal de consumo para cada tramo Li = Longitud de cada tramo Qu  Qm LT Qti  Qu  Li CAUDAL DE DISEÑO (CONT.) CAUDAL UNITARIO CAUDAL POR TRAMO

SELECCIÓN DE DIÁMETROS El diámetro mínimo de las tuberías principales será de 75 mm para uso de vivienda y de 150 mm de diámetro para uso industrial En casos excepcionales, debidamente fundamentados, podrá aceptarse tramos de tuberías de 50 mm de diámetro, con una longitud máxima de 100 m si son alimentados por un solo extremo ó de 200 m si son alimentados por los dos extremos, siempre que la tubería de alimentación sea de diámetro mayor y dichos tramos se localicen en los límites inferiores de las zonas de presión. El valor mínimo del diámetro efectivo en un ramal distribuidor de agua será el determinado por el cálculo hidráulico.

PRESIONES DISPONIBLES PRESIONES EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN (OS.050) En condiciones de demanda máxima la presión dinámica no será menor a 10 mca. La presión estática no será mayor a 10 mca en cualquier punto de la red. PRESION MINIMA PRESION MAXIMA

La velocidad mínima no será menor a 0.3 m/s y máxima excederá de 3 m/s, en casos justificados se aceptara una velocidad máxima 5 m/s. VELOCIDADES EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN (OS.050)

Para el dimensionado de una red mallada se tratan de encontrar los gastos de circulación para cada tramo, siendo los métodos empleados para esta determinación: METODO DE LA DENSIDAD POBLACIONAL METODO DEL NUMERO DE FAMILIAS METODO DE HARDY CROSS METODO DE LA LONGITUD EQUIVALENTE METODO DE LA BISECTRIZ METODO DE LA MEDIATRIZ METODO DE LAS AREAS

METODO DE HARDY CROSS Es un método de aproximaciones sucesivas por el cual sistemáticas correcciones se aplican a los flujos originalmente asumidos (gastos de tránsito) hasta que la red esté balanceada. Utiliza la convención del signo positivo (+) para las pérdidas de carga de gastos que circulan en el sentido de las agujas del reloj y signo menos (-) en caso contrario.

Es un método de tanteos o aproximaciones sucesivas, en el cual se supone una distribución de caudales y se calcula el error en la perdida de carga de cada circuito. Este método consiste en : En cualquier malla de tuberías se deben satisfacer cuatro condiciones:  La suma algebraica de las perdidas de carga alrededor de un circuito debe ser cero.  La cantidad de flujo que entra en un nudo debe ser igual a la cantidad de flujo que sale de ese nudo.  El caudal que ingresa a la red debe ser igual al caudal que sale de ella. Q=Q6+Q8  Los caudales asignados deben ocasionar velocidades adecuadas a la especificación reglamentaria.

Este método considera la población por área de influencia de cada nudo. Para la aplicación de este método se deberá definir la población en cada sector del área del proyecto.  El caudal por nudo será:  Donde el caudal unitario poblacional se calcula por: Donde: Qp : Caudal unitario poblacional (L/s/hab) Qt : Caudal total o caudal máximo horario para la totalidad de la población (L/s) Qi : Caudal en el nudo “i” (L/s) Pt : Población total del proyecto (hab) Pi : población del área de influencia del nudo “i” (hab) Qi = Qp * Pi Qp = Qt / Pt

CONSIDERACIONES DE DISEÑO Dotación La dotación promedio diaria anual por habitante, se fijará en base a un estudio de consumos técnicamente justificado, sustentado en informaciones estadísticas comprobadas. Si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se considerara:

PLANO

METODO SUJETO DE CONSUMO Po = densidad / #conexiones f = #lotes / #lotes totales (Método Geométrico) Datos Asumidos Pf = Po*(1+r)^20

Q<90 = (f1 * pobl act * dot <90 * c)/86400 Qp<90 = (Q<90) / (1 – perdidas) Qmh = (Qp * k2) Si no hay estudios de consumo y no se justifica su ejecución. RNE- NORMA OS. 100 Solo para gua potable Clima Frio Máxima demanda anual horaria N (incremento Qmh) = (Qmh ‘’20’’ – Qmh ‘’0’’)

LOTES < 90 m2 = 32 Po = 32 * 5 Po = 160 hab. Pf = 160 *( 1+r)^t Pf = 192 hab.

# lotes 20 = Pobl. 20 / densidad Q>90 = (f1 * pobl act * dot <90 * c)/86400 Qp>90 = (Q>90) / (1 – perdidas) Qmh = (Qp * k2) N (incremento Qmh) = (Qmh ‘’20’’ – Qmh ‘’0’’)

N= incremento Q Qo < 90 Qo > 90 Crecimiento horizontal (40%) y vertical (60%) Qo Qo = (Qmh “0” + crecimiento * N) [ (Qmh ‘’20’’ 90’)] OK = Suma Q0 Comprobación

Crecimiento vertical qu = (Qo < 90) / # lotes < 90 qu domestico qu = Dot (RNE) / Qt = Suma (tipo de consumo * qu )

Consiste en la determinación del caudal en cada nudo considerando su área de influencia. Este método es recomendable en localidades con densidad poblacional uniforme en toda la extensión del proyecto.  El caudal en el nudo será:  Donde el caudal unitario de superficie se calcula por: Donde: Qu : Caudal unitario superficial (L/s/Ha) Qi : Caudal en el nudo “i” (L/s) Qt : Caudal máximo horario del proyecto (L/s) Ai : Área de influencia del nudo “i” (Ha) At : Superficie total del proyecto (Ha) Qu = Qt / At Qi = Qu * Ai

I) METODO DE LAS BISECTRICES Se trata de determinar el caudal o consumo medio para toda la zona a proyectar y las áreas de influencia de cada nudo con su peso respectivo, a fin de determinar una demanda unitaria.

METODO DE LA BISECTRIZ

II) METODO DE LA MEDIATRIZ consiste en la repartición del caudal por la mitad de ambos extremos de cada tramo. Para ello se calculará la longitud de todas las tuberías del circuito, el caudal unitario se determinará dividiendo el caudal de diseño entre la longitud total de tuberías, el caudal que se asigne a cada nudo será la mitad de la suma de las tuberías que lleguen a cada nudo multiplicado por el caudal unitario.

PLANO DE PLANTA Y ESQUEMA DE MALLADO INTERNO PARA UNA RED DADA

DISTRIBUCION DE GASTOS POR EL METODO DE LAS AREAS

Qi = q * Li Por este método se calcula el caudal unitario, dividiendo el caudal máximo horario entre la longitud total de la red. Para obtener el caudal en cada tramo, se debe multiplicar el caudal unitario por la longitud del tramo correspondiente. Entonces: Donde:  q = Qmh / Lt  q : Caudal unitario por metro lineal de tubería (L/s/m)  Qi : Caudal en el tramo “i” (L/s)  Qmh : Caudal máximo horario (L/s)  Lt : Longitud total de tubería del proyecto (m)

Qn = qu * Nfn Por este método se calcula un caudal unitario, dividiendo el caudal máximo horario entre el número total de familias de la población. El caudal en el nudo, será el número de familias en su área de influencia, multiplicado por el caudal unitario. Donde: qu : Caudal unitario (L/s/fam) Qn : Caudal en el nudo “n” (L/s) Qmh : Caudal máximo horario (L/s) Nf : Número total de familias Nfn : Número de familias en el área de influencia del nudo “n” qu = Qmh / Nf

CONCLUSIONES  Se pudo conocer los diferentes conceptos fundamentales aplicados en la asignación de caudales en los nodos de las redes de distribución.  Se pudo conocer los diferentes métodos aplicados en la asignación de caudales en los nodos de las redes de distribución.  Se puede constatar hay 2 métodos que están basados en áreas que son el método de la mediatriz y el método de las bisectriz.