Sistemas de Agua Potable UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA) Sistemas de Agua Potable 1

DISEÑO DE REDES DE AGUA POTABLE 2

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.

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 4

PRESIONES MÍNIMAS TIPO DE MEDIO PRESION mínima UDA MEDIO RURAL 10 MCA URBANO 20@25 5

PRESIONES MÁXIMO TIPO DE MEDIO PRESION máximo UDA MEDIO RURAL 50 MCA DEPENDE DE LA TOPOGRAFIA DEL TERRENO TIPO DE MEDIO PRESION máximo UDA MEDIO RURAL 50 MCA URBANO 6

RUGOSIDAD DE LAS TUBERIAS 7

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 8

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. 9

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 10

VELOCIDADES PERMISIBLES

VELOCIDADES PERMISIBLES 12

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

VELOCIDADES PERMISIBLES

EJEMPLO DISEÑO URBANIZACION

EJEMPLO N01 PARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑAR EL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE. DATOS: DOTACION 300 LITS/HAB./DIAS TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 % PERIODO DE DISEÑO 20 AÑOS USAR 5 PERSONAS POR SOLAR DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M2 DOTACION AREA VERDE 2LITS/M2 TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH40 PRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSI COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140 16

lotificacion

CALCULO DE LA POBLACION FUTURA Población actual CANTIDAD DE SOLARES= 27 CANTIDAD DE PERSONAS POR VIVIENDA= 5 Pact= 27x5=135 personas Población futura Pf=Pact(1+R)^n R=tasa de crecimiento anual(3%). N=período de diseño( 20). Pf=135( 1+3/100)^20= 243.82 = 244 personas 18

Consumos y Variaciones Caudales Caudal promedio para población futura: Qm1 = Dotación * Población Futura 86,400 Qm = 300 lits/personas/días * 244 personas Qm=0.85 Lits/seg

Consumos 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 20

Consumos 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 21

Consumos y Variaciones Caudales Caudal 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 22

Consumos y Variaciones 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 23

Consumos y Variaciones 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 24

PLANO CURVA DE NIVEL

TRAZADO RED DE AGUA POTABLE PARA FINE DE CALCULO

Calculo de la longitud total de la red: Ltotal=L1+L2+L3+L4 Ltotal=66.42MTS+65.27MTS+75.3MTS+58.45MTS Ltotal=265.44MTS 27

PLANO CURVA DE NIVEL

COTA DE TERRENO COTA1 = 92 MTS COTA3 =95 MTS COTA4 =97 MTS 30

CAUDAL POR METRO LINEAL Qml = QMAX HORARIO LTOTAL-L1 Qml = 2.02/198.99=0.010151265ITS/SEG/ML 31

FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDES Cota 2 P1 P2 Cota 1 L Hf= Pérdidas por fricción de la tuberías de tramo 1-2 H1-2 = α L Qmáx horario 1-2 ^1.85 Pág.26, Simon Arocha R. SI TENEMOS LA PRESION P1 P2 = P1 + (Cota1-Cota 2) – H1-2 32

DETERMINACION DE LAS PRESIONES Qml =0.010151263 LITS/SEG/ML 33

DETERMINACION DE PRESIONES P2= P1+(COTA 92-COTA 92)-HT1-2 P3= P2+(COTA 92-COTA 95)-HT2-3 P4= P3+(COTA 95-COTA 97)-HT3-4 P5= P4+(COTA 97-COTA 103)-HT4-5 34

CAUDALES POR TRAMOS Q2-3= Q3-4= Q4-5= L2-3 X QM/L = 65.27*.010151263=.66 L3-4 X QM/L = 75.30*.010151263=.76 L4-5 X QM/L = 58.45*.010151263=.59 35

Diámetro tubería Con el caudal tramo 1-2, Q1-2=2.02 l/s Cuadro 36, pag.145, SIMON AROCHA 36

FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDES Cota 2 P1 P2 Cota 1 L Hf= Pérdidas por fricción de la tuberías de tramo 1-2 H1-2 = α L Qmáx horario 1-2 ^1.85 Pág.26, Simón Arocha R. CON EL DIAMETRO 3” Y COEFICIENTE C=140 PARA PVC BUSCAR α PAG 26 37

CALCULO DE α para tubería 3”pvc y c=140 α=0.(3)8877= 0.0008877 38

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HF1-2 = α L1-2 Qmáx horario 1-2 ^1.85 HF1-2 = 0.0008877*66.42*(2.02)^1.85=0.2165 MTS HM1-2 = 15%HF HM1-2=0.15*0.2165=0.03248 HT1-2 = HF1-2 + HM1-2 HT1-2=0.2165+0.03238=0.249 40

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