Clases de Abastecimiento de Agua Potable
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
I UNIDAD
1 GENERALIDADES
Agua superficial - Gravedad - Bombeo
Agua Subterraacutenea - Gravedad
- Bombeo
Qmd Caudal maacuteximo diarioQmh Caudal maacuteximo horario
1- Fuentes (Qp)2- Tratamiento generalmente agua superficiales (Qp)3- Liacutenea de conduccioacuten (Qmd) - por gravedad
-por bombeo (Impulsioacuten)
Almacenamiento (Qmd) - Cisternas
- Reservorios
4- Liacutenea de aduccioacuten (Qmh)5- Redes (Qmh) Hardy - Cross6- Conexioacuten domiciliarias
Reservorio Red de distribucioacuten ( por gravedad )
Riacuteo
Reservorio red de distribucioacuten ( por bombeo )
Riacuteo
ALCANTARILLADO
1 Conexiones domiciliarias2 red de colectores3 grandes colectores interceptores
Planta de tratamiento
Planta de tratamiento
desarenador B R
R
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4 emisor5 planta de tratamiento
Para alcantarillado Se usa ManningPara agua se usa Hazen ndashWillians
20 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
La mecaacutenica de fluidos La estaacutetica que estudia el equilibrio de los fluidos La hidrodinaacutemica que estudia el movimiento de los fluidos La mecaacutenica de los fluidos toma el nombre de hidraacuteulica cuando estudia las leyes de los
movimientos de los liacutequidos desde el punto de vista de las aplicaciones praacutecticas
EQUIPOS DE MEDICION
Manoacutemetros para medir las presiones Venturiacutemetro tubo pitot para medir las velocidades
HIDROLOGIA Estudia el agua su ocurrencia circulacioacuten y distribucioacuten en la superficie terrestre sus propiedades fiacutesicas-quiacutemicas y su relacioacuten con el medio ambiente incluyendo a los seres vivos
LA INGENIERIA HIDROLOGICA O HIDROLOGIA APLICADA
Trata aspectos que atantildeen el disentildeo y creacioacuten de proyectos de ingenieriacutea para el control y aprovechamiento del agua
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30 FINES PARA LOS QUE SE REALIZA EL ABASTECIMIENTO DE AGUASe hace para los siguientes casos
- Destinado al riego de los sembriacuteos- Destinado al consumo humano - Destinado a la generacioacuten de Energiacutea Eleacutectrica
El agua destinada a la alimentacioacuten humana y otros seres debe ser potable para lo cual debe cumplir caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas que esteacuten dentro de rangos determinados y controlados por las autoridades competentes
40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
41 AGUAS SUBTERRANEAS
Transportan caudales relativamente bajos Poca variabilidad de caudales Generalmente requieren bombeo Permiten maacutes cercaniacutea al sitio de consumo Costos de bombeo altos
42 AGUAS SUPERFICIALES
Transportan mayores caudales Caudales variables No siempre precisan bombeo Generalmente la captacioacuten debe hacerse distante al sitio de consumo Costos de bombeo relativamente bajos
50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA
Turbiedad Variable Praacutecticamente nula
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Color Variable Constantemente bajo o nuloTemperatura Variable ConstanteMineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsueloDureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente
altoContaminacioacuten Variables generalmente Constante poco o ninguna
Bacterioloacutegicamente contaminada
El sistema de agua potable se crea o se aplica para suministrar un volumen suficiente de agua o presiones adecuadas
Al proyecto se debe estimar la cantidad de agua potable que consumiraacute la comunidad ya que debe proyectarse los elementos del sistema del tamantildeo adecuado El suministro total del agua para un centro poblado esta distribuido como sigue
Domeacutestico 30 - 60 del totalComercial 10 - 30 del totalIndustrial 20 - 50 del totalPublico 5 - 10 del totalDesperdicios 10 - 15 del total
60 ESTUDIOS DE CAMPO-
Conjunto de actividades que permiten definir las variables de disentildeo asiacute como las de caracteriacutesticas de los elementos que constituyen el sistema topografiacutea de la fuente y dinaacutemica poblacional
70 ESTUDIO DE GABINETE
Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
Disentildeo de ingenieriacutea nivel de ejecucioacuten Expediente teacutecnico Variables de disentildeo Poblacioacuten Estudio de la fuente Dotacioacuten Coeficiente de variacioacuten de disentildeo (Diario y Horario)
80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL
Poliacutetico Social Econoacutemico
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90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
91 PARA URBANIZACIOacuteN
1) Para realizar un proyecto de agua en una urbanizacioacuten cooperativa de vivienda asociaciones asentamientos humanos pueblos joacutevenes urbanizaciones populares se debe tramitar la factibilidad de servicio ante el concesionario (SEDA- CHIMBOTE) adjuntando los siguientes documentos
- Solicitud dirigida al concesionario- copia simple del tiacutetulo de propiedad- Plano de ubicacioacuten- Plano de lotizacioacuten- Plano topograacutefico y perimeacutetrico-Memoria descriptiva simple indicando caudal de agua y caudales de
captacioacuten de desaguumle
2) La carta de factibilidad de servicio- Es un documento teacutecnico emitido por el concesionario que indicaraacute los lineamientos a seguir para ejecutar el proyecto3) Proyecto
Basado en la carta de factibilidad de servicio se desarrollaraacute el proyecto definitivo de agua potable y alcantarillado los documentos que comprende son
Red general de agua potable Esquema de accesorios de agua potable Conexiones domiciliarias de agua potable Red general de desaguumles Conexiones domiciliarias de desaguumle Algunas obras complementarias Titulo de propiedad Memoria descriptiva detallada Especificaciones teacutecnicas Metrado base Precio base Formulas polinoacutemicas Cronograma de obra valorizado
92 PARA LA CIUDAD
1) Para desarrollar un proyecto de agua potable y alcantarillado en una Ciudad se hacen estudio de factibilidad mostrando un estudio para ser desarrollado teniendo en cuenta varios factores
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- Factores econoacutemicos- Vulnerabilidad de proyecto- Rentabilidad del proyecto- Para presentar la propuesta el postor debe conocer el lugar de tal
manera que al presentar su propuesta incluye como uno de sus documentos un estudio de factibilidad
- Estudio de prefactibilidad- Basado en el estudio y propuesta de pre factibilidad se desarrollaraacute en el estudio de factibilidad con 3 propuestas Se desarrollaraacute con ponentes no comunes teniendo en cuenta la vulnerabilidad y rentabilidad y de esto se elegiraacute lo maacutes econoacutemico
2) ProyectoBasado en la propuesta ganadora del estudio de factibilidad se desarrollaraacute el proyecto definitivo el proyecto comprenderaacute la aplicacioacuten y mejoramiento de las redes existentes y los demaacutes componentes de un sistema de agua potable y alcantarillado
Los documentos que comprende el proyecto definitivo son
Memoria descriptiva detallada Especificaciones detalladas Anaacutelisis de precios unitarios Foacutermula polinoacutemica Cronograma de obra valorizada
10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN
1- Aritmeacutetico2- Intereacutes simple
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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4 emisor5 planta de tratamiento
Para alcantarillado Se usa ManningPara agua se usa Hazen ndashWillians
20 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
La mecaacutenica de fluidos La estaacutetica que estudia el equilibrio de los fluidos La hidrodinaacutemica que estudia el movimiento de los fluidos La mecaacutenica de los fluidos toma el nombre de hidraacuteulica cuando estudia las leyes de los
movimientos de los liacutequidos desde el punto de vista de las aplicaciones praacutecticas
EQUIPOS DE MEDICION
Manoacutemetros para medir las presiones Venturiacutemetro tubo pitot para medir las velocidades
HIDROLOGIA Estudia el agua su ocurrencia circulacioacuten y distribucioacuten en la superficie terrestre sus propiedades fiacutesicas-quiacutemicas y su relacioacuten con el medio ambiente incluyendo a los seres vivos
LA INGENIERIA HIDROLOGICA O HIDROLOGIA APLICADA
Trata aspectos que atantildeen el disentildeo y creacioacuten de proyectos de ingenieriacutea para el control y aprovechamiento del agua
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30 FINES PARA LOS QUE SE REALIZA EL ABASTECIMIENTO DE AGUASe hace para los siguientes casos
- Destinado al riego de los sembriacuteos- Destinado al consumo humano - Destinado a la generacioacuten de Energiacutea Eleacutectrica
El agua destinada a la alimentacioacuten humana y otros seres debe ser potable para lo cual debe cumplir caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas que esteacuten dentro de rangos determinados y controlados por las autoridades competentes
40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
41 AGUAS SUBTERRANEAS
Transportan caudales relativamente bajos Poca variabilidad de caudales Generalmente requieren bombeo Permiten maacutes cercaniacutea al sitio de consumo Costos de bombeo altos
42 AGUAS SUPERFICIALES
Transportan mayores caudales Caudales variables No siempre precisan bombeo Generalmente la captacioacuten debe hacerse distante al sitio de consumo Costos de bombeo relativamente bajos
50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA
Turbiedad Variable Praacutecticamente nula
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Color Variable Constantemente bajo o nuloTemperatura Variable ConstanteMineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsueloDureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente
altoContaminacioacuten Variables generalmente Constante poco o ninguna
Bacterioloacutegicamente contaminada
El sistema de agua potable se crea o se aplica para suministrar un volumen suficiente de agua o presiones adecuadas
Al proyecto se debe estimar la cantidad de agua potable que consumiraacute la comunidad ya que debe proyectarse los elementos del sistema del tamantildeo adecuado El suministro total del agua para un centro poblado esta distribuido como sigue
Domeacutestico 30 - 60 del totalComercial 10 - 30 del totalIndustrial 20 - 50 del totalPublico 5 - 10 del totalDesperdicios 10 - 15 del total
60 ESTUDIOS DE CAMPO-
Conjunto de actividades que permiten definir las variables de disentildeo asiacute como las de caracteriacutesticas de los elementos que constituyen el sistema topografiacutea de la fuente y dinaacutemica poblacional
70 ESTUDIO DE GABINETE
Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
Disentildeo de ingenieriacutea nivel de ejecucioacuten Expediente teacutecnico Variables de disentildeo Poblacioacuten Estudio de la fuente Dotacioacuten Coeficiente de variacioacuten de disentildeo (Diario y Horario)
80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL
Poliacutetico Social Econoacutemico
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90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
91 PARA URBANIZACIOacuteN
1) Para realizar un proyecto de agua en una urbanizacioacuten cooperativa de vivienda asociaciones asentamientos humanos pueblos joacutevenes urbanizaciones populares se debe tramitar la factibilidad de servicio ante el concesionario (SEDA- CHIMBOTE) adjuntando los siguientes documentos
- Solicitud dirigida al concesionario- copia simple del tiacutetulo de propiedad- Plano de ubicacioacuten- Plano de lotizacioacuten- Plano topograacutefico y perimeacutetrico-Memoria descriptiva simple indicando caudal de agua y caudales de
captacioacuten de desaguumle
2) La carta de factibilidad de servicio- Es un documento teacutecnico emitido por el concesionario que indicaraacute los lineamientos a seguir para ejecutar el proyecto3) Proyecto
Basado en la carta de factibilidad de servicio se desarrollaraacute el proyecto definitivo de agua potable y alcantarillado los documentos que comprende son
Red general de agua potable Esquema de accesorios de agua potable Conexiones domiciliarias de agua potable Red general de desaguumles Conexiones domiciliarias de desaguumle Algunas obras complementarias Titulo de propiedad Memoria descriptiva detallada Especificaciones teacutecnicas Metrado base Precio base Formulas polinoacutemicas Cronograma de obra valorizado
92 PARA LA CIUDAD
1) Para desarrollar un proyecto de agua potable y alcantarillado en una Ciudad se hacen estudio de factibilidad mostrando un estudio para ser desarrollado teniendo en cuenta varios factores
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- Factores econoacutemicos- Vulnerabilidad de proyecto- Rentabilidad del proyecto- Para presentar la propuesta el postor debe conocer el lugar de tal
manera que al presentar su propuesta incluye como uno de sus documentos un estudio de factibilidad
- Estudio de prefactibilidad- Basado en el estudio y propuesta de pre factibilidad se desarrollaraacute en el estudio de factibilidad con 3 propuestas Se desarrollaraacute con ponentes no comunes teniendo en cuenta la vulnerabilidad y rentabilidad y de esto se elegiraacute lo maacutes econoacutemico
2) ProyectoBasado en la propuesta ganadora del estudio de factibilidad se desarrollaraacute el proyecto definitivo el proyecto comprenderaacute la aplicacioacuten y mejoramiento de las redes existentes y los demaacutes componentes de un sistema de agua potable y alcantarillado
Los documentos que comprende el proyecto definitivo son
Memoria descriptiva detallada Especificaciones detalladas Anaacutelisis de precios unitarios Foacutermula polinoacutemica Cronograma de obra valorizada
10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN
1- Aritmeacutetico2- Intereacutes simple
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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30 FINES PARA LOS QUE SE REALIZA EL ABASTECIMIENTO DE AGUASe hace para los siguientes casos
- Destinado al riego de los sembriacuteos- Destinado al consumo humano - Destinado a la generacioacuten de Energiacutea Eleacutectrica
El agua destinada a la alimentacioacuten humana y otros seres debe ser potable para lo cual debe cumplir caracteriacutesticas fiacutesicas quiacutemicas y bacterioloacutegicas que esteacuten dentro de rangos determinados y controlados por las autoridades competentes
40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
41 AGUAS SUBTERRANEAS
Transportan caudales relativamente bajos Poca variabilidad de caudales Generalmente requieren bombeo Permiten maacutes cercaniacutea al sitio de consumo Costos de bombeo altos
42 AGUAS SUPERFICIALES
Transportan mayores caudales Caudales variables No siempre precisan bombeo Generalmente la captacioacuten debe hacerse distante al sitio de consumo Costos de bombeo relativamente bajos
50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA
Turbiedad Variable Praacutecticamente nula
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Color Variable Constantemente bajo o nuloTemperatura Variable ConstanteMineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsueloDureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente
altoContaminacioacuten Variables generalmente Constante poco o ninguna
Bacterioloacutegicamente contaminada
El sistema de agua potable se crea o se aplica para suministrar un volumen suficiente de agua o presiones adecuadas
Al proyecto se debe estimar la cantidad de agua potable que consumiraacute la comunidad ya que debe proyectarse los elementos del sistema del tamantildeo adecuado El suministro total del agua para un centro poblado esta distribuido como sigue
Domeacutestico 30 - 60 del totalComercial 10 - 30 del totalIndustrial 20 - 50 del totalPublico 5 - 10 del totalDesperdicios 10 - 15 del total
60 ESTUDIOS DE CAMPO-
Conjunto de actividades que permiten definir las variables de disentildeo asiacute como las de caracteriacutesticas de los elementos que constituyen el sistema topografiacutea de la fuente y dinaacutemica poblacional
70 ESTUDIO DE GABINETE
Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
Disentildeo de ingenieriacutea nivel de ejecucioacuten Expediente teacutecnico Variables de disentildeo Poblacioacuten Estudio de la fuente Dotacioacuten Coeficiente de variacioacuten de disentildeo (Diario y Horario)
80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL
Poliacutetico Social Econoacutemico
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90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
91 PARA URBANIZACIOacuteN
1) Para realizar un proyecto de agua en una urbanizacioacuten cooperativa de vivienda asociaciones asentamientos humanos pueblos joacutevenes urbanizaciones populares se debe tramitar la factibilidad de servicio ante el concesionario (SEDA- CHIMBOTE) adjuntando los siguientes documentos
- Solicitud dirigida al concesionario- copia simple del tiacutetulo de propiedad- Plano de ubicacioacuten- Plano de lotizacioacuten- Plano topograacutefico y perimeacutetrico-Memoria descriptiva simple indicando caudal de agua y caudales de
captacioacuten de desaguumle
2) La carta de factibilidad de servicio- Es un documento teacutecnico emitido por el concesionario que indicaraacute los lineamientos a seguir para ejecutar el proyecto3) Proyecto
Basado en la carta de factibilidad de servicio se desarrollaraacute el proyecto definitivo de agua potable y alcantarillado los documentos que comprende son
Red general de agua potable Esquema de accesorios de agua potable Conexiones domiciliarias de agua potable Red general de desaguumles Conexiones domiciliarias de desaguumle Algunas obras complementarias Titulo de propiedad Memoria descriptiva detallada Especificaciones teacutecnicas Metrado base Precio base Formulas polinoacutemicas Cronograma de obra valorizado
92 PARA LA CIUDAD
1) Para desarrollar un proyecto de agua potable y alcantarillado en una Ciudad se hacen estudio de factibilidad mostrando un estudio para ser desarrollado teniendo en cuenta varios factores
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- Factores econoacutemicos- Vulnerabilidad de proyecto- Rentabilidad del proyecto- Para presentar la propuesta el postor debe conocer el lugar de tal
manera que al presentar su propuesta incluye como uno de sus documentos un estudio de factibilidad
- Estudio de prefactibilidad- Basado en el estudio y propuesta de pre factibilidad se desarrollaraacute en el estudio de factibilidad con 3 propuestas Se desarrollaraacute con ponentes no comunes teniendo en cuenta la vulnerabilidad y rentabilidad y de esto se elegiraacute lo maacutes econoacutemico
2) ProyectoBasado en la propuesta ganadora del estudio de factibilidad se desarrollaraacute el proyecto definitivo el proyecto comprenderaacute la aplicacioacuten y mejoramiento de las redes existentes y los demaacutes componentes de un sistema de agua potable y alcantarillado
Los documentos que comprende el proyecto definitivo son
Memoria descriptiva detallada Especificaciones detalladas Anaacutelisis de precios unitarios Foacutermula polinoacutemica Cronograma de obra valorizada
10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN
1- Aritmeacutetico2- Intereacutes simple
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Color Variable Constantemente bajo o nuloTemperatura Variable ConstanteMineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsueloDureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente
altoContaminacioacuten Variables generalmente Constante poco o ninguna
Bacterioloacutegicamente contaminada
El sistema de agua potable se crea o se aplica para suministrar un volumen suficiente de agua o presiones adecuadas
Al proyecto se debe estimar la cantidad de agua potable que consumiraacute la comunidad ya que debe proyectarse los elementos del sistema del tamantildeo adecuado El suministro total del agua para un centro poblado esta distribuido como sigue
Domeacutestico 30 - 60 del totalComercial 10 - 30 del totalIndustrial 20 - 50 del totalPublico 5 - 10 del totalDesperdicios 10 - 15 del total
60 ESTUDIOS DE CAMPO-
Conjunto de actividades que permiten definir las variables de disentildeo asiacute como las de caracteriacutesticas de los elementos que constituyen el sistema topografiacutea de la fuente y dinaacutemica poblacional
70 ESTUDIO DE GABINETE
Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
Disentildeo de ingenieriacutea nivel de ejecucioacuten Expediente teacutecnico Variables de disentildeo Poblacioacuten Estudio de la fuente Dotacioacuten Coeficiente de variacioacuten de disentildeo (Diario y Horario)
80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL
Poliacutetico Social Econoacutemico
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90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
91 PARA URBANIZACIOacuteN
1) Para realizar un proyecto de agua en una urbanizacioacuten cooperativa de vivienda asociaciones asentamientos humanos pueblos joacutevenes urbanizaciones populares se debe tramitar la factibilidad de servicio ante el concesionario (SEDA- CHIMBOTE) adjuntando los siguientes documentos
- Solicitud dirigida al concesionario- copia simple del tiacutetulo de propiedad- Plano de ubicacioacuten- Plano de lotizacioacuten- Plano topograacutefico y perimeacutetrico-Memoria descriptiva simple indicando caudal de agua y caudales de
captacioacuten de desaguumle
2) La carta de factibilidad de servicio- Es un documento teacutecnico emitido por el concesionario que indicaraacute los lineamientos a seguir para ejecutar el proyecto3) Proyecto
Basado en la carta de factibilidad de servicio se desarrollaraacute el proyecto definitivo de agua potable y alcantarillado los documentos que comprende son
Red general de agua potable Esquema de accesorios de agua potable Conexiones domiciliarias de agua potable Red general de desaguumles Conexiones domiciliarias de desaguumle Algunas obras complementarias Titulo de propiedad Memoria descriptiva detallada Especificaciones teacutecnicas Metrado base Precio base Formulas polinoacutemicas Cronograma de obra valorizado
92 PARA LA CIUDAD
1) Para desarrollar un proyecto de agua potable y alcantarillado en una Ciudad se hacen estudio de factibilidad mostrando un estudio para ser desarrollado teniendo en cuenta varios factores
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- Factores econoacutemicos- Vulnerabilidad de proyecto- Rentabilidad del proyecto- Para presentar la propuesta el postor debe conocer el lugar de tal
manera que al presentar su propuesta incluye como uno de sus documentos un estudio de factibilidad
- Estudio de prefactibilidad- Basado en el estudio y propuesta de pre factibilidad se desarrollaraacute en el estudio de factibilidad con 3 propuestas Se desarrollaraacute con ponentes no comunes teniendo en cuenta la vulnerabilidad y rentabilidad y de esto se elegiraacute lo maacutes econoacutemico
2) ProyectoBasado en la propuesta ganadora del estudio de factibilidad se desarrollaraacute el proyecto definitivo el proyecto comprenderaacute la aplicacioacuten y mejoramiento de las redes existentes y los demaacutes componentes de un sistema de agua potable y alcantarillado
Los documentos que comprende el proyecto definitivo son
Memoria descriptiva detallada Especificaciones detalladas Anaacutelisis de precios unitarios Foacutermula polinoacutemica Cronograma de obra valorizada
10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN
1- Aritmeacutetico2- Intereacutes simple
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
91 PARA URBANIZACIOacuteN
1) Para realizar un proyecto de agua en una urbanizacioacuten cooperativa de vivienda asociaciones asentamientos humanos pueblos joacutevenes urbanizaciones populares se debe tramitar la factibilidad de servicio ante el concesionario (SEDA- CHIMBOTE) adjuntando los siguientes documentos
- Solicitud dirigida al concesionario- copia simple del tiacutetulo de propiedad- Plano de ubicacioacuten- Plano de lotizacioacuten- Plano topograacutefico y perimeacutetrico-Memoria descriptiva simple indicando caudal de agua y caudales de
captacioacuten de desaguumle
2) La carta de factibilidad de servicio- Es un documento teacutecnico emitido por el concesionario que indicaraacute los lineamientos a seguir para ejecutar el proyecto3) Proyecto
Basado en la carta de factibilidad de servicio se desarrollaraacute el proyecto definitivo de agua potable y alcantarillado los documentos que comprende son
Red general de agua potable Esquema de accesorios de agua potable Conexiones domiciliarias de agua potable Red general de desaguumles Conexiones domiciliarias de desaguumle Algunas obras complementarias Titulo de propiedad Memoria descriptiva detallada Especificaciones teacutecnicas Metrado base Precio base Formulas polinoacutemicas Cronograma de obra valorizado
92 PARA LA CIUDAD
1) Para desarrollar un proyecto de agua potable y alcantarillado en una Ciudad se hacen estudio de factibilidad mostrando un estudio para ser desarrollado teniendo en cuenta varios factores
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- Factores econoacutemicos- Vulnerabilidad de proyecto- Rentabilidad del proyecto- Para presentar la propuesta el postor debe conocer el lugar de tal
manera que al presentar su propuesta incluye como uno de sus documentos un estudio de factibilidad
- Estudio de prefactibilidad- Basado en el estudio y propuesta de pre factibilidad se desarrollaraacute en el estudio de factibilidad con 3 propuestas Se desarrollaraacute con ponentes no comunes teniendo en cuenta la vulnerabilidad y rentabilidad y de esto se elegiraacute lo maacutes econoacutemico
2) ProyectoBasado en la propuesta ganadora del estudio de factibilidad se desarrollaraacute el proyecto definitivo el proyecto comprenderaacute la aplicacioacuten y mejoramiento de las redes existentes y los demaacutes componentes de un sistema de agua potable y alcantarillado
Los documentos que comprende el proyecto definitivo son
Memoria descriptiva detallada Especificaciones detalladas Anaacutelisis de precios unitarios Foacutermula polinoacutemica Cronograma de obra valorizada
10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN
1- Aritmeacutetico2- Intereacutes simple
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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- Factores econoacutemicos- Vulnerabilidad de proyecto- Rentabilidad del proyecto- Para presentar la propuesta el postor debe conocer el lugar de tal
manera que al presentar su propuesta incluye como uno de sus documentos un estudio de factibilidad
- Estudio de prefactibilidad- Basado en el estudio y propuesta de pre factibilidad se desarrollaraacute en el estudio de factibilidad con 3 propuestas Se desarrollaraacute con ponentes no comunes teniendo en cuenta la vulnerabilidad y rentabilidad y de esto se elegiraacute lo maacutes econoacutemico
2) ProyectoBasado en la propuesta ganadora del estudio de factibilidad se desarrollaraacute el proyecto definitivo el proyecto comprenderaacute la aplicacioacuten y mejoramiento de las redes existentes y los demaacutes componentes de un sistema de agua potable y alcantarillado
Los documentos que comprende el proyecto definitivo son
Memoria descriptiva detallada Especificaciones detalladas Anaacutelisis de precios unitarios Foacutermula polinoacutemica Cronograma de obra valorizada
10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN
1- Aritmeacutetico2- Intereacutes simple
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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3 - Incrementos variables4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados5- Racional6- Crecimiento geograacutefico
101 METODO ARITMETICO
Pf = Pa + rp ( t )
Donde
Pf poblacioacuten futura
Pa poblacioacuten actual
t tiempo en antildeos
rp promedio de las razones de crecimiento
r Razoacuten de crecimiento intercensal Siendo
r = Pf - Pa rp = Σr t n
Ejm
Antildeo Pa Pf - Pa t r
1961197219811993
497588071311318666
-383243065553
-110912
-348364784446275
Σr = 128955
rp = 128955 rp = 430 3
Reemplazando en Pf = 18666 + 430(t) Pf1995 = 18666 + 430 (2) = 19526 (El ultimo antildeo del 93 a 95 = 2 antildeos)Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106
102 INTERES SIMPLE
Pf = Pa (1 + rp t)
Donde
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Pf = Poblacioacuten futura Pa = Poblacioacuten actual t = Tiempo en antildeos r = Razoacuten de crecimiento poblacional
r = Pf ndash Pa rp = Σr Pa x t n
Antildeo Pa Pf - Pa t r-
383243065553
-110912
-007000054300353
Σ = 01596
rp = 00532
Pf = Pa (1 + 00532 (t))
Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit
103- INCREMENTOS VARIABLES
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Pf = Pa + n(∆1P1) + n(n + 1) (∆2P2)2
Donde
Pa = poblacioacuten actual ∆1P1 = 1deg incremento promedio∆2P2 = 2deg incremento promedio
n = Tiempo en deacutecadas
Antildeos Pa n ∆1P1 ∆2P2
1961 4975 - - -1972 8807 11 3832 -1981 13113 09 4306 4741993 18666 12 5553 1247
13691 1721 45637 8605 larr promedio
95 - 93 10
darr Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n
2Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682
2
Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2
1940 53000 - - -
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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1950 72000 1 19000 -1960 85000 1 13000 60001670 92000 1 7000 60001980 120000 1 28000 21000
16750 11000rarr darr rarr (promedio)
P2000 =
Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
2
Pf = 120000 + 33500 + 9000
Pf = 162500 hab
4-METODO MIacuteNIMOS CUADRADOS
y = a + bxhelliphellip
a = Σ yi - b(Σ Xi) donde
n n
x =en tiempo indicado (ejm 1993) n = de puntos oacute parejas de datos
b = n Σ Xi Yi - ΣXi Σ Yi n Σ Xi2 - [ Σ Xi ]2
Ejm
Xi Yi Xi2 Xi Yi 1961197219811993
497588071311318666
3845521388878439243613972049
9755975173674042597685337201338
7907 45561 15630715 90301570
b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214 4(15630715) ndash 79072
a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835 4 4
1
1
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Reemplazando en y = 43214 x -842835
Proyecciones
Antildeo Poblacioacuten19952005
43214(1995) ndash 842835 = 1928443214(2005) ndash 842835 = 23606
5- MEacuteTODO CRECIMIENTO GEOMEacuteTRICO
Pf = Pa (1 + rp) t helliphellip t = en decadas
r = (Pf) 1t - 1 (Pa) 1t
rp = [ (r1)t1 x (r2)
t2 x (r3)t3 ]1Σt
Ejm
Antildeo Pobl PfPa t r1961197219811993
497588071311318666
-177021488914235
-110912
-068060556203421
rp = [ (06806)11 x (05562)
09 x (03421)12 ]132
rp = 04968rarr
Pf = 18666 (1 +04908)t
Reemplazando en
Proyecciones
1
1
1
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Antildeo Poblacioacuten2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10 = 30286 habitantes
6- MEacuteTODO RACIONAL
Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio
DondePr = Poblacioacuten RacionalPa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣDV = Crecimiento Vegetativo nto = tiempo
Ejm
Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D198219831984helliphellip
596458488
8712375
509335413
Total 7754 1255 6499
15 datos
V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
15
Pr = 18 666 + 433 x to Proyecciones
P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO 101 METODO ANALITICO
1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos2) Si existe inconsistencia en alguacuten meacutetodo entonces se eliminaraacute y se procederaacute a sacar el
promedio y ese seraacute la poblacioacuten de disentildeo a tomarse para el antildeo proyectado
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
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102 MEacuteTODO GRAFICO NOTA geomeacutetrico
Por ejemplo el meacutetodo geomeacutetrico a veces es 50000 - intereacutes simple
Inconsistente por lo que se descarta (90) 40000 - racional
Se puede escoger guiaacutendose de la recta de 30000 - incremento variable
las rectas del centro se puede considerar 20000 - -----------------------ا (conservadoramente)(todo depende de nuestro criterio 10000 - ا para escoger) nuacutemeros cuadrados ا
ا Aritmeticoا
ا ا ا ا ا ا ا rarr 1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010
120 CALIDAD DEL AGUA
El agua destinada a la alimentacioacuten humana debe ser potable Un examen de la calidad del agua es baacutesicamente una determinacioacuten de los organismos y de los componentes minerales y organismos contenidos en el agua El agua debe presentar un cierto nuacutemero de cualidades y debe carecer de ciertos defectos Es decir debe gustar a quien la bebe y no debe causar dantildeo Ciertas sustancias o caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas pueden afectar la calidad del agua a beber entre ellos figuran los que afectan la apariencia esteacutetica la turbiedad los que causan malos olores y sabores acidez y alcalinidad
130 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA CONSUMO HUMANO
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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1 Se considera agua potable toda aquella cuya ingestioacuten no causa efectos nocivos a la salud el agua pura es un producto artificial
2 Las aguas naturales siempre contienen materias extrantildeas siempre en solucioacuten y en suspensioacuten en proporciones muy variables Estas sustancias pueden modificar considerablemente las propiedades efectos y usos del agua
3 El exceso de carbonatos bicarbonatos de calcio y magnesio producen incrustaciones en las tuberiacuteas (sarro)
4 El exceso de sales (cloruros y sulfuros) producen sabor desagradable y limita su uso
5 El fierro colorea el agua le da sabor desagradable y tambieacuten se incrusta en las tuberiacuteas
6 Los nitratos arriba de 50 mglitro producen alteraciones de la sangre en los nintildeos de corta edad
7 Los cloruros arriba de 15mglitro suelen ocasionar la aparicioacuten de manchas oscuras y su ausencia predispone a la picadura de los dientes La turbiedad es objetable por su apariencia y tambieacuten porque la sustancia que los producen crean problemas en el lavado de ropa fabricacioacuten de hielo sustancias como el arseacutenico o el cromo pueden ser toacutexicos
8 Las aguas que contienen bacterias patoacutegenas producen enfermedades como el coacutelera y fiebre tifoidea
140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
Despueacutes de muchos antildeos de investigacioacuten se ha determinado las caracteriacutesticas que debe reunir el agua para satisfacer los requisitos de potabilidad
En el Peruacute el reglamento de los requisitos fiacutesicos quiacutemicos y bacterioloacutegicos que deben reunir las aguas de bebida para ser considerados potables el ministerio de Salud establece lo siguiente
141 FISICOS
La turbiedad no debe exceder de 10 partesmilloacuten (10mglitro) medida en la escala de siacutelice en la cual considera la unidad estaacutendar de turbidez aquella producida por un miligramolitro en agua destilada
El color no debe exceder de 20 en la escala estaacutendar de cobalto entendieacutendose que el agua debe ser filtrada antes de proceder a la filtracioacuten y determinacioacuten del color para que no haya encubrimientos debido a la turbidez en la escala de color la unidad es producida por 1 mg de platino en 1 lt de agua El agua no debe tener olores ni sabores desagradables
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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142 QUIMICAS El agua no debe contener exceso de mineral soluble ni exceso de las
sustancias quiacutemicas que se emplean para tratarla Constituye razoacuten para desechar el agua en los siguientes casos
La presencia de plomo en exceso de 01 partesmilloacutenPresencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacutenPresencia de selenio en exceso de 005 partes milloacuten
Las siguientes sustancias quiacutemicas seraacuten preferibles que no se encuentren en el agua en cantidad mayor de la que se indica
Cobre no maacutes de 3 mglitroFierro y manganeso no maacutes de 05 mglitroMagnesio no maacutes de 125 mglitroZinc no maacutes de 15 mglitroCloruros no maacutes de 150 mglitroSulfatos no maacutes de 250 mglitroSoacutelidos totales hasta 1000 partesmilloacuten
En aguas tratadas el PH no debe ser mayor de 106 y alcalinidad debido a carbonatos no exceder de 120 partesmilloacuten
143 BACTERIOLOacuteGICAS-
Para determinar las caracteriacutesticas bacterioloacutegicas se efectuacutean anaacutelisis de muestreo para buacutesqueda de geacutermenes del grupo coliforme como iacutendice de contaminacioacuten debiendo requerirse algunos de los procedimientos denominados Prueba completa y Prueba confirmativa Es necesario hacer notar que el procedimiento de anaacutelisis debe ser cuidadosamente seguido desde la toma de muestra hasta la interpretacioacuten de los resultados
Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos
o Debe ser inodora y de sabor agradableo Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una
proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitroo Que no sea corrosivao No debe contener organismos que producen enfermedadeso Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento
150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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El Clima- Es uno de los factores maacutes importantes que afecta el consumo pues aquellas ciudades que presentan climas calurosos y tropicales le corresponderaacute mayor consumo
La Poblacioacuten- En las Ciudades con mayor nuacutemero de poblacioacuten la demanda de agua potable seraacute mayor que en uno de menor poblacioacuten Las variaciones en el consumo domeacutestico depende en gran parte de la situacioacuten econoacutemica de los consumidores
Caracteriacutesticas de la Ciudad- Este factor estaacute relacionado con las condiciones de vida de los habitantes de la ciudad De acuerdo a estudios y estadiacutesticas se ha comprobado que en zonas residenciales el consumo de agua potable es mayor que en la zona de condiciones medianas y pobres
Presioacuten de agua en el servicioCuando existe una presioacuten alta lo cual sobrepasa del sistema va a ocurrir desperdicio del liquido elemento ya que el agua escapa de las vaacutelvulas y grifos De igual forma si la presioacuten existente en el sistema es miacutenima tambieacuten produciraacute desperdicios porque el usuario para compensar la baja presioacuten optara por mantener maacutes tiempo abierta vaacutelvulas y grifos y almacenamiento de agua que se hace con motivo de no tener un buen servicio almacenamiento que muchas veces no es utilizado y se pierde muchas veces no es utilizado y se pierde
Industria
Es el maacutes difiacutecil de determinar ya que el consumo por habitante no tiene relacioacuten con el consumo industrial
Este consumo es 3 oacute 4 veces mayor que el consumo de la poblacioacuten luego es el factor que tiene mayor peso en la determinacioacuten del consumo de agua
Medidores
La no presencia de eacutestos ocasiona que no exista un control en el servicio el desperdicio de agua puede alcanzar cifras altas
Costo del servicio
Cuando el costo es bajo y presenta tarifas bajas por falta de aparatos medidores el consumo es alto porque existe mucho desperdicio por parte del usuario
Fugas y desperdicios
Este consumo se califica a veces no computable se refiere a los escapes en contadores bombas y conexioacuten no autorizados fugas en las cantildeeriacuteas de la red de distribucioacuten desperdicios del usuario que en muchos casos no hace uso racional del agua
Estas perdidas llegan hacer muy grandes y pueden alcanzar el 50 del consumo total
Variaciones del consumoPara cualquier proyecto de abastecimiento de agua siempre se tomaraacute en cuenta el gasto y eacuteste varia continuamente en funcioacuten del tiempo de las condiciones climaacuteticas y costumbres de la poblacioacuten
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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En una poblacioacuten el consumo de agua variacutea de antildeo en antildeo durante los meses del antildeo durante los diacuteas del antildeo durante las horas del diacutea
Las variaciones maacutes importantes son las variaciones diarias pues habraacute un diacutea de maacuteximo consumo al antildeo y a su vez este diacutea tendraacute su hora de maacuteximo consumo
Consumo promedio diario
Es aquel promedio del consumo de todos los diacuteas del antildeo se expresa en litros por segundos (ltsg) este valor es muy importante para el disentildeo
160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
161 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DIARIA (K1)- El consumo depende fundamentalmente de los cambios en estaciones es por esta razoacuten que en diacuteas maacutes calurosos el consumo es mucho mayor debido a que se incrementa notablemente el consumo domeacutestico Este coeficiente define el gasto maacuteximo diario
K1
URBANO 13 - 18
RURAL 12 - 15
162 COEFICIENTE DE VARIACION HORARIA (K2) - Durante las 24 horas del diacutea el consumo tambieacuten es variable eacutesto se debe al ritmo de vida de poblacioacuten donde se presentan horas de miacutenimo consumo cuando la poblacioacuten duerme y horas de maacuteximo consumo generalmente al amanecer y al atardecer Este coeficiente nos define el gasto maacuteximo horario (Qmh)
HAB K2
2000 - 10000 25
Mayor a 10000 18
170 DOTACIONES
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Es la asignacioacuten de un volumen de agua por diacutea a los usuarios de un sistema de abastecimiento de agua para satisfacer las necesidades primarias de consumo
La unidad de medida es LITRO HABITANTE ndash DIacuteA (LTHAB-Diacutea)
180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
o Clima de la zonao Nuacutemero de habitanteso Tamantildeo de la ciudado Grado cultural de la poblacioacuteno Aspecto Socioeconoacutemicoo Presioacuten de la redo Fugas y desperdicios
190 NORMAS DE DISENtildeO-
Establece 2 niveles
Hasta 10000 hab 150lthabdiacuteaUrbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquoPobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo
200000 ndash 350000 hab 250 - 350350000 - gt hab 350 ldquo
100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacuteaRural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150
Densidad Poblacional 6 ndash 8 hablote
rarr poblacioacuten disentildeo = de lotes x densidad de poblacioacuten
200 CAUDALES DE DISENtildeO
- CAUDAL PROMEDIO (Qp)
Qp =Poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten (Ltseg)86400
- CAUDAL MAXIMO DIARIO (Qmd)
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Qmd = K1 x Qp
- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)
Qmh = K2 x Qp
II UNIDAD 20 ESTUDIOS DE CUENCA-
En el disentildeo de un sistema de abastecimiento las fuentes de abastecimiento constituyen el componente primordial para dicho disentildeo Pues el primer componente que se debe definir tener conocimiento de las caracteriacutesticas ventajas e inconvenientes de cada una forma de las fuentes permitiraacute la mejor seleccioacuten teacutecnica y econoacutemico entre las alternativas posibles de utilizacioacuten de las fuentes de abastecimientoLas posibles fuentes se clasifican en
21 AGUAS DE LLUVIA- Son aquellas que al precipitarse en un vertiente pueden ser utilizadas como fuente de abastecimiento de agua generalmente tiene pocas impurezas aunque pueden contener materiales minerales gases y otras sustancias que flotan La captacioacuten de agua de lluvia es muy restringida por cuanto las lluvias no son constantes
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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22 AGUAS SUPERFICIALES- Son muy susceptibles a contaminarse eacutestas se encuentran conformando riacuteos lagos arroyos lagunas Requieren para su utilizacioacuten de informacioacuten detallada y completa con la que se permita visualizar su estado sanitario caudales disponibles y la calidad del agua
23 AGUAS SUBTERRAacuteNEAS- Son aquellas aguas que infiltraacutendose en las rocas penetra en el suelo para formar corrientes o mantos para empapar las rocas porosas su origen principal es por efecto de meteorismo oacutesea que de atmosfeacutericas han pasado a ser subterraacuteneas por infiltracioacuten dependiendo su calidad y cantidad de las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los estratos geoloacutegicos que atraviesan
24 AGUAS DE MANANTIALES- Estas aguas se encuentran principalmente en terreno montantildeosos se puede definir como manantial a un lugar donde se produce un afloramiento natural de aguas subterraacuteneas
Un manantial se alimenta por lo general de una formacioacuten de arena o grava que contenga agua o de un flujo de agua a traveacutes de roca fisurada en lugares donde el agua aflore en forma de manantial se le puede captar faacutecilmente El agua de manantial es pura y por lo general se puede usar sin tratamiento
25 AGUAS DE GALERIAS DE FILTRACION- Son zanjas hechas como medio de captacioacuten y extraccioacuten de aguas subterraacuteneas es un corte en el suelo para hacer accesible el acuiacutefero desde la superficie
Esta agua se captan a traveacutes de drenes los cuales tienen poros perforaciones o uniones abiertas que permiten el ingreso de agua subterraacutenea
2 ORIGEN DE LAS IMPUREZASSe presentan de varias formas y todos ellos son producidos por la accioacuten de la fuerza de gravedad que los atrae a traveacutes de las capas de desperdicios depoacutesitos de minerales Es decir que el agua es atraiacuteda por la accioacuten de la gravedad filtra y arrastra sustancias de diferente tipo
21 CLASIFICACIOacuteN DE LAS IMPUREZAS- Se clasifican de la siguiente manera
211 Sustancias generales sodio calcio magnesio hierro carbonatos de calcio aacutecido sulfuacuterico
212 Sustancias orgaacutenicas materias inertes de origen orgaacutenico productos de los organismos vivientes (animales vegetales) en estado de suspensioacuten o coloidal
213 Materia orgaacutenica viviente paraacutesitos bacterias virus algas214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico
metano
30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS 31 TIPO I
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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32 TIPO II
33 TIPO III
34 TIPO IV
4 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUPERFICIALES Las principales etapas que comprende el estudio de toda clase de fuentes son
La investigacioacuten de la composicioacuten quiacutemica y bacterioloacutegica de las aguas osea determinar la calidad del agua para el consumo humano
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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La determinacioacuten de las disponibilidades es decir el volumen o caudal que puede ser aprovechado
La seleccioacuten del lugar apto de captacioacuten o de tomas La realizacioacuten de las obras de cabecera
41 SELECCIOacuteN DEL LUGAR DE EMPLAZAMIENTO Se debe tener presente las siguientes consideraciones
1) Es maacutes conveniente ubicarlo aguas arriba de la poblacioacuten porque asiacute la conduccioacuten del agua o gran parte de ella se puede realizar por gravedad La otra ventaja es que probablemente el agua sea bacterioloacutegicamente maacutes pura pues el riacuteo a su paso por las necesidades del centro poblado siempre recibiraacute materiales que puedan contaminar sus aguas
2) La toma se emplazaraacute donde las alteraciones del cauce sean nulas o miacutenimas en caso extremo se adopta tomar moacuteviles conectados por medio de una tuberiacutea flexible Se deberaacute precisar si el lugar indicado se encuentra en zona de socavacioacuten o sedimentacioacuten
3) Es maacutes ventajosa las tomas de aguas superficiales y las que se encuentra en el medio porque estas poseen menos elementos dantildeinos para la salud
50 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION Los distintos tipos de captacioacuten de agua de riacuteo se pueden agrupar de la siguiente forma 1- Tomas en el cauce mismo del riacuteo pueden ser visibles o sumergidas 2- Captaciones por infiltracioacuten por medio de galeriacuteas o pozos
GRAFICO
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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60 CAPTACION DE LAGOS Y RIOS DE GRAN CAPTACION- En estos casos es conveniente la captacioacuten flotante mediante balsas en las cuales se instalan
los equipos de bombeo Las balsas pueden estar formadas por troncos solidamente unidos
70 CAPTACIOacuteN DE AGUAS SUBTERRAacuteNEAS
Las aguas subterraacuteneas son una fuente vital de abastecimiento o las sequiacuteas pronunciadas originan que el escurrimiento fluvial ceseNo debe interpretarse que el agua del subsuelo y el agua superficial son independientes por el contrario muchas corrientes superficiales reciben una porcioacuten principal de su escurrimiento del agua del subsuelo En cualquier lugar el agua de las corrientes superficiales es la corriente principal de la sedimentacioacuten o recarga del agua del subsuelo
71 IMPORTANCIA DE LAS AGUAS SUBTERRANEASAlgo menos del 3 de la disponibilidad del agua dulce de nuestro planeta corresponde a riacuteos y lagos el 97 restante algo asiacute como 1230 Km3 de agua se encuentra en el subsueloEl agua dulce en estado liacutequido de lagos y riacuteos representa a la parte que se haya en traacutensito El agua subterraacutenea se ha venido acumulando a traveacutes del tiempo
72 ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLa fuente principal de las aguas subterraacuteneas es la precipitacioacuten la cual puede penetrar el suelo directamente hasta el agua del subsuelo o bien filtrar las corrientes superficiales y percolarse desde esos causes hacia el agua del subsuelo tambieacuten son fuentes de alimentacioacuten los escapes de filtracioacuten de los cursos de aguas lagos canales
73 VENTAJAS DEL ABASTECIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA
Tiene ventajas importantes sobre el agua superficial como fuente de abastecimiento de agua potable especialmente para cumplir las pequentildeas y medianas demandas que incluyen
El costo de desarrollo del abastecimiento es normalmente mucho menor La calidad natural es generalmente adecuada para consumo humano sin mucho
tratamiento El agua subterraacutenea representa una segura reserva estrateacutegica del agua potable
para el caso de desastres naturales o de guerras
74 CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEAOcurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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problemas serios persistentes y aun irreversibles en los acuiacuteferos y deteriorados en la calidad de los abastecimientos De agua ya que nadie puede ver lo que esta sucediendo debajo d e la tierra
75 CAUSAS DE LA CONTAMINACION Causas de la contaminacioacuten de las aguas subterraacuteneas pueden ser
ndash Contaminacioacuten de de origen Urbanondash Acabado sanitarios inadecuados de pozosndash Contaminacioacuten de origen Industrialndash Contaminacioacuten de origen agriacutecola
76 QUE HACER PARA PROTEGER EL AGUA SUBTERRANEA El primer paso para la proteccioacuten del agua subterraacutenea es tomar conciencia de la escala y seriedad del problemaEn aacutereas urbanas donde el agua subterraacutenea es una fuente de abastecimiento de agua potable seraacute necesario definir aquellas partes de los acuiacuteferos que estaacuten maacutes vulnerables a la contaminacioacuten basadas en sus caracteriacutesticas naturalesEn estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas de control o las acciones correctivas que incluyenndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias
quiacutemicas toacutexicas y peligrosasndash Ejercer control maacutes estricto sobre la operacioacuten de las industrias existentes que
involucran compuestos toacutexico especialmente donde desaguumlen grandes voluacutemenes de efluentes liacutequidos al suelo o al rioacute
ndash Restringir la instalacioacuten y controlar la operacioacuten de relleno sanitario para deshechos soacutelidos
ndash Instalar un sistema eficiente de alcantarillado
80 ACUIFEROS 81 CONCEPTO Son las formaciones que contienen y transmiten aguas subterraacuteneas La cantidad o
volumen de agua subterraacutenea que puede obtener en una cierta aacuterea depende del caraacutecter del acuiacutefero de la cantidad y frecuencia de la carga
82 TIPOS DE ACUIacuteFERO 821 ACUIFEROS FREATICOS-
En los acuiacuteferos libres o freaacuteticos denominados tambieacuten ldquoacuiacuteferos no confinadosrdquo el agua contenida en los pozos se encuentra sometida a la presioacuten atmosfeacuterica tal como si estuviese contenido en un recipiente abierto
La superficie freaacutetica no es una superficie estaacutetica sino que fluctuacutea perioacutedicamente seguacuten la recarga o descarga elevaacutendose cuanto maacutes agua penetra la zona de saturacioacuten por Perforacioacuten vertical y desciende el nivel freaacutetico en periacuteodo de sequiacutea cuando el agua almacenada drena hacia los manantiales riacuteos pozos y otros lugares de descarga
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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822 ACUIFEROS ARTESIANOS O CONFINADOS- Se denominan asiacute cuando se encuentran confinados o cautivos por estratos de baja permeabilidad por encima y por debajo En tales condiciones estos acuiacuteferos son similares a las liacuteneas de tuberiacuteas por consiguiente el agua del acuiacutefero no se encuentra expuesta a presioacuten atmosfeacuterica sino a una presioacuten mayor
La presioacuten estaacutetica en un punto dentro del acuiacutefero es equivalente a la elevacioacuten del nivel freaacutetico en el aacuterea de menos peacuterdida de carga a traveacutes del acuiacutefero hasta el punto en cuestioacuten Si la presioacuten es suficiente para elevar el agua arriba del terreno el pozo se llama ldquosurgenterdquo
Los acuiacuteferos artesianos por lo general tienen aacutereas de recarga relativamente pequentildeas en comparacioacuten con los acuiacuteferos freaacuteticos y su importancia econoacutemica estaacute en el hecho de que conduzca y transmita el agua a distancias significativas
90 POZOS 91 CONCEPTO- Son perforaciones verticales que alcanzan profundidades mayores que el nivel de
aguas freaacuteticas
92 TIPOS DE POZOS 921 POZOS EXCAVADOS- Son siempre de gran diaacutemetro y normalmente hasta 15 metros de profundidad
se excava manualmente y por lo tanto se revisten con piedras ladrillo o cementoEl agua subterraacutenea puede extraerse con bombas de poca capacidad accionado por motores eleacutectricos o a gasolina con energiacutea del viento o manual o utilizando baldes
922 POZOS TUBULARES- Se perforan mecaacutenicamente por lo tanto son de menor diaacutemetro pero su
profundidad puede variar varias decenas o centenas de metrosNormalmente estos pozos estaacutes revestidos con tubos de acero o de plaacutestico que incluyen secciones de filtro especial que facilita la entrada del agua subterraacutenea Esta agua se extrae utilizando bombas que pueden ser accionadas por motores eleacutectricos o a gasolina
100 MANANTIALES 101 TIPOS DE MANANTIALES- Los manantiales en la superficie terrestre se presenta en dos formas 1011MANANTIALES DE LADERA- Son aquellos que se presentan en zona
que tienen una fuerte pendiente topograacutefica y que a su vez pueda a ser de dos tipos
Concentrados y difusosndash Los concentrados es cuando existen varios puntos pero muy distantes
de afloramientos y por los disentildeos se considera un solo punto el de mayor volumen
ndash Los difusos se presentan varios puntos de afloramiento pero en forma conjunta y para el disentildeo hay que tomar varios puntos de afloramiento
1012 MANANTIALES DE FONDO- Son aquellas que se presentan en zonas topograacuteficas planas y tambieacuten pueden ser de 2 formas
Concentrados y difusas
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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ndash Los concentrados son aquellas en la cual para el disentildeo se va a tener en cuenta uacutenicamente un solo punto de afloramiento
ndash Los difusos se va a tener en cuenta varios puntos de afloramiento 102 DISENtildeO DE MANANTIALES- En el disentildeo de manantiales lo que se tarta es
de desarrollar un proyecto cuyo objetivo es el da captar las aguas de los manantiales que se presentan en diferente formas tratando de mantener un caudal suficiente para dotar a una determinada poblacioacuten y asiacute mismo desarrollar el control de estos caudales
1021 DISENtildeO DE UN MANANTIAL DE LADERA CONCENTRADA ndash
Para el disentildeo de este tipo de manantial es necesario crear un dispositivo para controlar todo el agua o recurso hiacutedrico que se quiere captar manteniendo un esquema que tenga en cuenta caudales peacuterdida de carga o energiacutea velocidad de flujo y otros aspectos necesarios para un correcto funcionamiento
Para esto se mantiene un esquema similar al de la figura
Para desarrollar este esquema es necesario previamente definir algunos valores que necesitamos para nuestros disentildeos como por ejemplo los caudales como el (Qp) (Q maacutex) y otros con la siguiente expresioacuten
Qpromedio = Qp = (poblde disentildeo x dotacioacuten 1 + pobl De disentildeo no servida x dotacioacuten2) ltseg86400 86400
Dotacioacuten = lthabdiacuteaPoblacioacuten = habitantesQ = ltseg
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
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Si se va servir al 100 de la poblacioacuten que es la mayor parte de las casos entonces la expresiacuten queda resumida de la siguiente manera
Qp = ( poblacioacuten de disentildeo x dotacioacuten ) ltseg86 400
Estos valores de Qp es necesario proceder por los coeficientes de variacioacuten correspondientes tanto el valor de K1 y K2 con estos valores de caudales maacuteximos es necesario definir los caudales de rendimiento miacutenimo y Q de rendimiento maacuteximo
Q m = K1Qp
Q mh = K2QpEl caudal de rendimiento miacutenimo nos sirve para comparar con el Qmd y es necesario que este caudal sea mayor que el Qmd El caudal de rendimiento maacuteximo nos sirve para disentildear dispositivos para un buen funcionamiento del sistema
110 DISENtildeO DE PRE FILTROS-El pre filtro se refiere al espacio que existe entre el punto de filtracioacuten o afloramiento y la pantalla receptora para el cual es necesario realizar un control de velocidad teniendo en cuenta los principios de sedimentacioacutenEn el esquema observamos este espacio siendo necesario considerar el punto de filtracioacuten como el punto cero (0) y los puntos 1 y 2 a los puntos de contacto de la pantalla receptora considerando sus respectivas energiacuteas o cargas
h h = 156 V2
2
1 gt 2 h 2g
De la expresioacuten relaciona la altura o profundidad del orificio es necesario tener en cuenta la velocidad en la seccioacuten plana y no en la seccioacuten contraiacuteda asiacute mismo es necesario ubicar el orificio considerando las velocidades de arrastre procurando que esta velocidad sea mayor de 060 mseg para evitar fenoacutemeno de arenamientoLa ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramientoPara el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Qmaacutex diario = CdAV hellip(I)
Para evitar el represamiento tenemos que aplicar el Qrendmaacutex
Qrend Maacutex = Cd x A 2gh
Q rend Maacutex = 062 A 2gh
A = Qrendmaacutex x 10 -3 = (Pi) Do 2 4062 2gh
Do = (4A) 12
(Pi)
Para comprobacioacuten con el valor del aacuterea procedemos a la expresioacuten (I) y no debe salir como resultado un caudal mayor que el QmdLa pantalla receptora que tiene 1 solo orificio puede ser transformada a varios orificios llegando a tomarse una solucioacuten adecuada para evitar el ingreso de soacutelidos los orificios tendriacutean un diaacutemetro de D1 y para adoptar el sistema equivalente se realiza a traveacutes de la siguiente expresioacuten
Pi) Do 2 = (n-i) Pi D1
2
4 4
n = (Do)2 + 1 D1 Donde n = nuacutemero de orificios
Do = diaacutemetro si trabaja un solo orificio D1 = diaacutemetro de orificio en conjunto
De agujeros y el sistema de rebose o cono de control estaacutetico que se observa en la Fig debe tener el mismo nivel que el eje de los orificios que se encuentran en la parte inferior de la pantalla receptora
El cono de control estaacutetico en una caacutemara huacutemeda muchas veces cuando no se controla los niveles trabaja a la tuberiacutea que lleva a la poblacioacuten con un sistema de SIFON por lo tanto es necesario verificar la altura h1 y de esta forma evitar un mal funcionamiento del sistema
El valor de h1 se puede obtener a partir de los siguientes expresiones
H1 gt= 15 O + 010 (metros) H2 gt= 020 + V2 (metros)
2g
O = diaacutemetro de la tuberiacutea que va a la poblacioacuten
De ambos valores obtenidos se considera el mayor y se incrementa 5 cm por factor de seguridad
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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A esta altura se debe colocar la canastilla y tambieacuten nos indica cuaacutel va a ser el nivel de fondo de la caacutemara puesto que en el nivel de la canastilla y el piso debe existir una distancia miacutenima de 10 cm
H1 final = h1 + 005
La tuberiacutea de limpieza debe estar siempre en contacto permanente con el fondo de la caacutemara para transportar los sedimentos
120 DISENtildeO DE LA TUBERIacuteA QUE CONDUCE AGUA A LA POBLACIOacuteN Para disentildear estas tuberiacuteas se considera un tramo de la longitud que es la distancia donde
se va a colocar la canastilla a un punto donde se entierra esta canastilla y estabiliza su nivel para seguir a la poblacioacutenSu disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente expresioacuten
S = C1 ndash Cn Q = m3segL D = (m)
S = mm CH = 130 (por seguridad)
Q = 02785 x CH x D 263 x S 054
De Hazen-Williams despejamos el O
O = (Q maacutex diario x 10 -3 ) 038 (m) 02785 x CH x 5054
V = Qmd x 10-3 m Pi x O2 seg 4 V = [ 06 ndash 14 mseg]
Para evitar arenamiento y sedimentacioacuten
130 DISENtildeO DEL CONO DE CONTROL ESTATICO O DE REBOSE Para el disentildeo del cono de control estaacutetico o de rebose se considera las cotas que
corresponden a C1 y Cn asimismo su longitud de tuberiacutea sin considerar la parte vertical
GRAFICO
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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S = C1 - Cn d = ( Q x 10 -3 ) 038
L 02785 x 130 x S 054
Q = Q rendimiento maacuteximo
La canastilla de ingreso tiene un diaacutemetro de 2 veces el diaacutemetro de la tuberiacutea que conduce el agua a la poblacioacuten y la campana de rebose o de control estaacutetico tiene el doble (2d) del diaacutemetro de la tuberiacutea de rebose
14 0 DISENtildeO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA La tuberiacutea de limpieza es un dispositivo que trabaja en contacto permanente con el fondo
de la Caacutemara huacutemeda y su disentildeo se lleva a cabo usando el meacutetodo de Hazen-Williams considerando un caudal de rendimiento maacuteximo puesto que se pone en el caso en que permanezcan cerradas las vaacutelvulas o llaves que conducen el agua a la poblacioacuten y todo el gasto o caudal que produce el manantial va a ser conducido por la tuberiacutea de limpiezaSe debe mantener una distancia tal y conforme se aprecia en la figura que es la que lleva la canastilla con respecto al fondo de la caacutemara
PROBLEMA 1 Se quiere construir una caacutemara de captacioacuten de agua para una poblacioacuten de 200 familias
integrada por 6 personas en promedio y se considera una dotacioacuten 120 lt hab ndash diacutea el 100 de la poblacioacuten va a ser servida y el coeficiente de variacioacuten diaria es 15 De igual modo se ha realizado el registro de caudales del manantial durante un diacutea y se tiene que la maacutexima cantidad de agua que aflora es de 310 m3 y la miacutenima cantidad 245 m3 Determinar al dimensionamiento del orificio u orificios que deberiacutea tener la pantalla receptora
Solucioacuten Datos Poblacioacuten de disentildeo = 200 lt x 6 hablt = 1200 hab Qp = Poblacioacuten de disentildeo x Dotacioacuten = 1200 x 120 = 167 ltseg 86400 (tiempo en 1 diacutea) 86400
Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q rendimiento maacuteximoPor lo que deduce que estamos en un caso optimo para el disentildeo pero que se tiene que tener en cuenta para poder determinar los accesorios oacute dispositivos de rebose
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Calculemos el caudal
Tuberiacuteas de ReboseSeraacute del mismo Ф de la tuberiacuteas de limpieza oacutesea (2acuteacute)
Ubicacioacuten de la Canastilla
1) h1 ge 15 Ф + 010 h1 ge 15 (15 x 00254) + 010 h1 ge 0157 m
2) h1 ge 020 + V2 (2g) h1 ge 020 + (219)2 (2 x 981) h1 ge 044 m equiv 045 m
De ambos se escoge el mayor
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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150 CLASES DE TUBERIacuteAS
C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2OC ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2OC ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2OC ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O
160 TUBERIAS MAacuteS USADAS 161 ASBESTO CEMENTO
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transportendash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles
Desventajasndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es
movida de tal forma que produzca palancandash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta
162 FIERRO FUNDIDO
Ventajasndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteasndash Resistentes a la corrosioacutenndash Alta resistencia a las cargas externasDesventajasndash Considerable peso que dificulta su manipuleondash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC
163 PLASTICO (PVC)
Ventajasndash Alta resistencia a la corrosioacutenndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williamsndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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ndash Faacuteciles de cortar bastante flexiblesDesventajasndash Pueden ser perforadosndash No tiene resistencia a latas cargas y a la accioacuten del calor
170 LINEAS DE CONDUCCION- El caudal que debe transportar la conduccioacuten debe ser el caudal maacuteximo diario (Qmd)
Las conducciones deben ser de diferente tipo Canales abiertos Conductos cerrados a superficies libres Conductos cerrados a presioacuten Conducciones mixtas
Los conductos cerrados libres son por ejemplo las alcantarillas Trabajan como canal y se aplica a la foacutermula de Manning Los conductos cerrados a presioacuten la velocidad miacutenima no seraacute menor de 060 mseg y la
velocidad admisible de acuerdo al material seraacute para tubos de concreto 3 mseg Para tubos de asbesto-cemento y PVC seraacute de 5 mseg
180 LINEA DE ADUCCIOacuteN Es la tuberiacutea que sale del reservorio hacia la red de distribucioacuten El caudal que debe transportar es el Qmh para el demencionamiento de la liacutenea de
aduccioacuten debemos considerar lo siguiente
181 TABLA DEMANDA CONTRA INCENDIOSA) Hasta 10000 habitantes no se considera demanda contra incendio salioacute en casos
especiacuteficos en que se justifique por la calidad combustible de los materiales de construccioacuten industrias inflamables y otros
B) Mayor de 10000 hasta 100000 hab deberaacute proveerse este servicio considerando la ocurrencia de un siniestro como maacuteximo en cualquier punto de la red atendido con 2 hidrantes simultaacuteneamente cada uno con 16 ltseg el tiempo miacutenimo de funcionamiento de estos hidrantes seraacute de dos horas como miacutenimo
C) Mayor a 100000 hab se considera 2 siniestros de ocurrencia simultaacuteneamente uno ocurriendo en zona residencial y el otro en zona Industrial oacute comercial atendido este ultimo por 3 hidrantes
190 VAacuteLVULAS Y ACCESORIOS
191TIPOS 1911 VAacuteLVULA DE PIE CON COLADERA
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Es una malla que impide la entrada de cuerpos extrantildeos que pueden dantildear la bomba si se trata de succioacuten negativa es necesario su colocacioacuten con el fin de impedir que la tuberiacutea de succioacuten se descargue y por consiguiente se descebe la bomba Si se trata de succioacuten positiva no seraacute necesario su colocacioacuten
1912 VAacuteLVULA DE RETENCIOacuteN O CHECK-La funcioacuten de estaacute vaacutelvula es permitir el paso de agua en direccioacuten del bombeo y evitar el flujo inverso De no existir estaacute vaacutelvula al detener el bombeo quedariacutea actuando sobre el RODETE y por consiguiente sobre el eje de la bomba toda la cabeza estaacutetica o altura estaacutetica de la impulsioacuten lo que llevariacutea a posibles dantildeos del rodete o del eje de la bomba
1913 VAacuteLVULA DE PURGA- Son vaacutelvulas instaladas en todos los puntos bajos del trazado deben ubicarse en tramos donde haya posibilidad de instruccioacuten de la seccioacuten del flujo por la acumulacioacuten de sedimentos facilitando asiacute las labores de limpieza de la tuberiacutea
1914 VENTOSAS Oacute VALVULAS DE AIRE- Son vaacutelvulas de expulsioacuten oacute admisioacuten de aire de funcionamiento automaacutetico debe ubicarse en los puntos altos de la conduccioacuten siempre que la presioacuten en dicho punto no sea muy alto oacute menor que la presioacuten atmosfeacuterica
1915 VAacuteLVULAS DE CONTROL - Sirven para aislar tramos de tuberiacuteas en caso de roturas de eacutestos
192 REDUCCIOacuteN EXCENTRICA- En el caso en que el diaacutemetro de la tuberiacutea de succioacuten sea mayor que el diaacutemetro de entrada a la bomba se debe colocar una reduccioacuten exceacutentrica con el fin de evitar la acumulacioacuten de aire
193 AMPLIACIOacuteN CONCENTRICA- En la liacutenea de la impulsioacuten no existe problema con la formacioacuten de bolsas de aire y por lo tanto es necesario el cambio de diaacutemetro la apliacioacuten puede ser conceacutentrica
200 CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA CONDUCCIOacuteN
1ERA POSICIOacuteN (CONDUCCIOacuteN FORZADA)
1) Cuando los tubos estaacuten situados por debajo de la liacutenea piezometrica en toda su extensioacuten en consecuencia es una posicioacuten oacuteptima
En este caso la presioacuten del tubo es mayor que la presioacuten atmosfeacuterica es por eso que funciona bien
2 DA POSICIOacuteN
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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2) En este caso el ramo AB estaraacute en condiciones de presioacuten negativa por lo cual seria difiacutecil evitar la entrada de aire en la tuberiacutea
La presioacuten entre los puntos A y B es menor que la presioacuten atmosfeacuterica la entrada de aire evita la llegada de aire al reservorio
3 ERA POSICIOacuteN
3) El caudal es reducido e impredecible
4 TA POSICIOacuteN
4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta Se trata de un SIFON que funciona en condiciones precarias exigiendo que se baje cada vez
que entre aire en la tuberiacutea llega en momento que trabaja a tubo lleno luego se seca
5 TA POSICIOacuteN
5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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6 TA POSICIOacuteN
6) Sin solucioacuten por gravedad el flujo por gravedad es imposible Existe la necesidad de bombear aunque sea en primer tramo
210 DISPOSITIVOS CONTROLADORES DE PRESIOacuteN En aquellos puntos donde existe una presioacuten que excede los 50 m de agua en este caso se
puede colocar vaacutelvulas reductoras cuyo uso baacutesicamente es la reduccioacuten de la presioacuten quedando la presioacuten necesaria para controlar el flujo
Otro dispositivo es el uso de la caacutemara rompe presiones que consiste en estructuras de concreto simple o concreto armado oacute tambieacuten de mamposteriacutea de ladrillo oacute piedra se usa para efectos de reduccioacuten de los valores de la presioacuten alta que tiene en determinados puntos una liacutenea de conduccioacutenEl rebose en este sistema se coloca en el mismo nivel de la de llegada se coloca en columna de aire entre 030 a 040m y el dimensionamiento de la caja es de 80 cm
211 TABLA DE DIAMETROS COMERCIALES
2acuteacute 50mm 18acuteacute 450mm4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm
220 BOMBAS 221 CONCEPTO Una bomba es una maquina hidraacuteulica capaz de transformar energiacutea absorbiendo
un tipo de energiacutea y restituyeacutendola en otra forma de energiacutea En general se considera el fluido que intercambio energiacutea como peso especifico
constante y por lo tanto incomprensible
222 TIPOS 2221 BOMBAS ROTOESTATICAS 2222 BOMBAS CENTRIFUGAS 22221 CONCEPTO
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Tambieacuten denominadas bombas Rotodinaacutemicas porque un movimiento siempre es rotativo El elemento transmisor de Energiacutea llamado Rodete transmite la energiacutea mecaacutenica suministraacutendola al fluido en forma de energiacutea cineacutetica algunas clarificaciones de las bombas centrifugas son
22222 TIPOS
A) DIRECCIOacuteN DEL FLUJO AXIALES RADIALES MIXTO B) POSICIOacuteN DEL EJE VERTICAL- Se usa para impulsar grandes caudales a grandes alturas Se
puede utilizar varios impulsores hasta alcanzar la altura deseada Pueden succionar varios metros de profundidad dependiendo del nuacutemero de impulsores
NUMERO DE IMPULSORES = HDT n
HORIZONTAL Sirven para llevar caudales pequentildeos hasta alturas regulares
Vienen instalados con un solo impulsor INCLINADO
C) PRESION ENGENDRADA BAJO MEDIO
ALTO 223 POTENCIA DE CONSUMO
Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento224 POTENCIA INSTALADA Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento225 POTENCIA DE LA BOMBA
FORMULA
226 POTENCIA DEL MOTOR
NUMERO DE IMPULSORES = HDTn
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Se recomienda usar motores con una potencia de 115 a 12 veces la potencia de la bomba
Tipo de Conexioacuten A) Directo Pm = PB x 115
B) Indirecto (fajas) Pm = PB x 120
227 NUMERO ESPECIFICO DE REVOLUCIONES
FORMULA
228 ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA BOMBA
1- Rodete 2- Corana Directriz3- Capa Espiral4- Tubo difusor
GRAFICO
230 CAVITACION- Se presenta cuando la presioacuten de la succioacuten estaacute cercana a la presioacuten del vapor del
liacutequido En este caso se crean burbujas de aire que al entrar en zonas de mayor presioacuten se rompen de manera abrupta Este continuo rompimiento de las burbujas es causa de dantildeos en el eje del rotor por lo que se debe evitar este fenoacutemeno
231 PARAMETROS DE CONTROL DE LA CAVITACION Existen dos paraacutemetros de control de la cavitacioacuten llamados Altura Neta Positiva de Succioacuten Requerida (NPSHr) Altura Neta Positiva de Succioacuten disponible (NPSHd)
NPSHr- es funcioacuten del disentildeo de la bomba y por lo tanto suministrada por el fabricante Representa la miacutenima diferencia requerida entre la regioacuten de succioacuten y la presioacuten de vapor a una capacidad dada sin que se corra riesgo de la cavitacioacuten
NPSHd- es funcioacuten del disentildeo del bombeo y representa la diferencia entre la altura absoluta y la presioacuten de vapor del liacutequido se representa por
NPSHd = [ Altura Baromeacutetrica - ( Altura Estaacutetica + Peacuterdida por friccioacuten + V 2 ) ] ndash Pvapor 2g)
- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
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- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
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- Σr = 128955
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- P2000 =
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- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
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- Pr = 18 666 + 433 x to
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- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
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- 120 CALIDAD DEL AGUA
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- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
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- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
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NPSHd gt NPSHr
- Otra causa de cavitacioacuten en bombas son las excesivas revoluciones del rotor En este caso se debe verificar que las velocidades especiacuteficas de operacioacuten no sobrepase la maacutexima dada por el fabricante
240 LINEA DE IMPULSIOacuteN 241 CONCEPTO Es aquella que transporta un fluiacutedo se encuentra ubicada a la salida de la bomba 242 ELEMENTOSndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motrizndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesoriosndash Elementos necesarios para funcionamiento y proteccioacuten de los equipos incluye vaacutelvulas
reductoras de presioacuten y dispositivos de proteccioacuten contra el golpe de ariete
243 CAUDAL DE BOMBEO-
QB = Qmd x 24 tB = Ndeg horas de bombeotB
244 DIAMETRO ECONOMICO-
OJO COPIAR LA FOacuteRMULA
245 VIDA UTIL
Equipo de bombeo = 10 antildeos
Tuberiacutea = 20 antildeos
Liacutenea de impulsioacuten = 20 antildeos
246 SELECCION DEL EQUIPO DE BOMBEOPara seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes datosndash El caudal de bombeo ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacutenndash La altura geomeacutetricandash La altura dinaacutemica totalndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuondash Tipo de liacutequido a bombearndash Potencia de consumondash Potencia instaladandash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadasndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidalesndash La temperatura del liacutequidondash La altura a nivel del mar
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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Luego el fabricante nos mostraraacute una serie de curvas de bombas con la cual se determinaraacute la bomba a elegir con los datos de caudal y altura dinaacutemica total cada bomba tiene sus propias curvas
HDT
Q
Problema
ojo copiar el problema
250 RESERVORIO 251 CONCEPTO Son estructuras que adecuadamente instaladas permiten regular la variacioacuten de
consumo y prestar presiones adecuadas de servicios 252 CLASIFICACION 2521 Por su funcionamiento De cabecera-Es aquel que se abastece de forma independiente por una
liacutenea de conduccioacuten y de alliacute abastece a la poblacioacuten por gravedad con otra liacutenea distinta a la de conduccioacuten
ojo dibujo
Flotantes - Aquellos que son abastecidos por una liacutenea que sale de las redes de abastecimiento puacuteblico estos reservorios se llenan cuando el consumo es miacutenimo en la poblacioacuten y abastece a la poblacioacuten en la hora de maacuteximo consumo por lo tanto la tuberiacutea de aduccioacuten es la misma que la conduccioacuten
ojo dibujo
2522 Por su ubicacioacuten
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO
Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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a) APOYADO - Aquellos que se construyen totalmente apoyados en el terreno generalmente ubicados en los cerros
b) ELEVADO - Aquellos que necesitan soportes estructurales para alcanzar un nivel de fondo determinado por el calculo hidraacuteulico de la red
c) ENTERRADOS - Aquellos que estaacuten ubicados totalmente bajo la tierra tanto el reservorio en siacute mismo como la caseta de vaacutelvulas
d) SEMIENTERRADOS - aquellos que muestran sobresalidos una parte de su estructura
e) SEMIAPOYADOS - una parte estaacute apoyada en el terreno natural y la otra parte requiere de estructuras
2523 Por el material de construccioacuten
f) Concreto armadog) Aceroh) Albantildeileriacuteai) Prefabricadoj) Maderak) Fierro-cemento asbesto-cemento
253 VOLUMEN TOTAL DEL RESERVORIO
2531 Volumen de Regulacioacuten (V1)- este volumen se calcula para compensar las continuas diferencias entre el agua que se capte y el agua que se consume en un diacutea Cuando no se disponga de informacioacuten de variaciones de consumo se adoptaraacute como capacidad de regulacioacuten el 25 del consumo promedio Cuando se disponga de informacioacuten de variacioacuten de consumo el volumen de regulacioacuten
se obtiene del diagrama de masas
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
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- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
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- 120 CALIDAD DEL AGUA
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- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
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- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
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- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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V1 = 025 Qp
2532 Volumen contra incendios (V2)- la cantidad de agua utilizada para la demanda contra incendios de un sistema en relacioacuten al total de agua consumida durante el antildeo es praacutecticamente despreciable pero las fuertes demandas ocasionadas para breves periacuteodos de tiempo durante el incendio influye enormemente en el disentildeo de los sistemas de distribucioacuten y reservorios de almacenamiento
Poblacioacuten extincioacuten
lt 10000 no se considera 10000 ndash 100000 2 grifos t min = 2 hr
gt 100000 2 grifos por zona residencial3 grifos en zona industrial
capacidad del grifo = 16 ltsegem Poblacioacuten 20000 hab
V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m 3 1 hr 1000 lt
V2 = 230 m3 (voluacutemen a considerer contra incendios)
2533Volumen de reserva (V3)- es el volumen que se considera para abastecer a la poblacioacuten en caso de anormalidades en el servicio(como fallas mecaacutenicas desperfectos en la liacutenea de impulsioacuten o interrupcioacuten del fluido eleacutectrico)
V3 = 33 (V1 + V2)D- volumen total (Vt)
Vt = V1 + V2 +V3
260 REDES DE DISTRIBUCION 261 CONCEPTO
Es el conjunto de tuberiacuteas vaacutelvulas y accesorios encargados de distribuir el liacutequido elemento a traveacutes de un sistema ubicado en una determinado localidad
Las redes de distribucioacuten se disentildean con el Q max horario (Qmh) 242 CLASIFICACION Las redes de distribucioacuten se clasifican en 2 tipos
2421 REDES ABIERTAS En redes abiertas se puede determinar el diagrama de flujo A PRIORI
No hay continuidad del flujo y presenta puntos muertos si es por un tiempo largo produce descomposicioacuten de agua esto ocurre generalmente en los uacuteltimos 5 a 10 metros de la red por tal motivo es recomendable instalar vaacutelvulas de purga para cada cierto tiempo abrirlo y limpiar la tuberiacutea
Por lo general las redes abiertas se desarrollan a lo largo de la viacutea principal donde se encuentra la maacutexima densidad poblacional y en consecuencia se ubica la matriz y tuberiacutea principal del sistema
En las redes abiertas se involucran de por siacute a las tuberiacuteas de relleno o secundarias y principales
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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En las redes abiertas el tramo de aduccioacuten puede ser o no considerado como parte de la red
2422 REDES CERRADAS-1- Existe recirculacioacuten de agua y no
existe puntos muertos2- Existen varias tuberiacuteas principales3- En las redes cerradas solo involucre
calculo de tuberiacuteas principales
250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED
Presiones de servicio en la red
DATOSQmd = 7 ltsg Nivel agua en reservorio 030 m Tuberiacuteas de PVC (c = 140)Nota Para que el caudal que entra sea igual a la que sale se halle el cumplimiento
Nota Cuando existe una red y a ella va a llegar caudales de una nueva red se debe verificar si los diaacutemetros de dicha red existentes trabajan con el caudal maacuteximo de conduccioacuten para saber
P maacutex P minUrbanoRural
50 m c a50 m c a
15 m c a10 m c a
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
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-
- ALCANTARILLADO
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- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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si se puede aportar dichos caudales a la red existente en caso contrario cambios diametritos (Si la tuberiacutea existente estaacute trabajando maacutes del 95 de su capacidad)
26 TRAZOS DE TUBERIacuteAS DE REDES DE AGUA POTABLE
270 ALCANTARILLADO
280 TRAZADO Es la determinacioacuten de las longitudes entre ejes de Viacuteas (centro de pistas) los datos que se
consignan en un plano de trazado son los siguientesndash Manzaneo (con su denominacioacuten)ndash Curvas de nivel (metro a metro)ndash Coordenadas geograacuteficasndash Norte Magneacuteticondash Secciones de Viacuteasndash Longitudes de todos los lados de las manzanasndash Longitudes de las interacciones de Viacuteasndash Costos de las interacciones de Viacuteasndash Nombre de callesEl plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes denominaciones ndash Trazado generalndash Trazado de Viacuteasndash Trazados de ejes de Viacuteas
290 PERFILES LONGITUDINALES DE RASANTE Se realiza a partir de los perfiles longitudinales de nivel de terreno estos datos deben tomarse cada
10 a 20 m Los datos que se consignan en un plano de perfiles de rasante son
ndash Pendientesndash Distancia Parcialndash Cota de Terrenondash Cota de Rasantendash Distancia acumuladandash Interaccioacuten de calles
H 11000La escala adecuada para estos planos es v 150
H 11000V 1100
Tambieacuten se le denomina comondash Perfiles de ejes de viacuteasndash Perfiles de viacuteas
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ndash Perfiles de rasantesndash Perfiles longitudinales de rasante
ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
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- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
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- Σr = 128955
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- P2000 =
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- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
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- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
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- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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ojo tabla
300 RED GENERAL DE DESAGUE-
OJO GRAFICO
310 CANALETAS
OJO GRAFICO
320 PERFILES LONGUITUDINALES
OJO GRAFICO
330 DIAGRAMA DE FLUJO
OJO DIAGRAMA
La elaboracioacuten de un proyecto de alcantarillado comprende la ejecucioacuten de los siguientes planosndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000ndash V 150 oacute 1100
340 RED GENERAL DE DESAGUES
Estos planos deben elaborarse en una escala adecuada de acuerdo a las normas del concesionario indicaacutendose la ubicacioacuten del proyecto en el plano aparte o dentro del plano de red general los datos a consignarse en este plano son
ndash manzaneo con lotizacioacutenndash curvas de nivel metro a metrondash norte magneacuteticondash coordenadas geograacuteficasndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenadandash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de
callesndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzonesndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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bjh
INDICE
2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ31 AGUAS SUBTERRANEAS32 AGUAS SUPERFICIALES4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY5 ESTUDIO DE CAMPO6 ESTUDIO DE GABINETE7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE81 IURBANIZACION82 CIUDAD10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION101 METODO ARITMETICO102 METODE INTERES SIMPLE103 M INCREMENTOS VARIABLES104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS105 M RACIONAL106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO
12CALIDAD DEL AGUA13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL CONSUMO HUMANO
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
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-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
17 DOTACIONES171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION18 NORMAS DE DISENtildeO19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO20 ESTUDIO DE CUENCA201 AGUA DE LLUVIA202 AGUAS SUPERFICIALES203 AGUAS SUBTERRANEAS204 AGUA DE MANANTIAL205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION
21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS
211 CLASIFICACION
22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES
23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
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- ALCANTARILLADO
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- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
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- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
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- P2000 =
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- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
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- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
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- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
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HIDROLOGIA
1 HIDROLOGIA 11 CONCEPTO Estudia las aguas naturales 12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA 121 METEREOLOGIA Estudia el sistema atmosfeacuterico 122 OCEANOGRAFIA Estudia el sistema oceaacutenico 123 HIDROGRAFIA Estudia el sistema continental 13 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA 131 HIDROLOGIA GENERAL Obtencioacuten del dato
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
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- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
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- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
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- Σr = 128955
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- P2000 =
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- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
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- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
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- 120 CALIDAD DEL AGUA
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- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
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- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
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Procesamiento de la informacioacuten Siacutentesis del dato de informacioacuten Anaacutelisis (Hidrologiacutea aplicada) 132 HIDROLOGIA APLICADA Es el paraacutemetro de disentildeo osea es la aplicacioacuten de los resultados hidroloacutegicos
para el disentildeo de Irrigacioacuten Hidroenergeacuteticos Poblaciones Drenajes Navegacioacuten Obras hidraacuteulicas 14 DESARROLLO DE LA HIDROLOGIA EN EL TIEMPO 141 CONCEPTOS FILOSOFICOS Griegos Romanos 142 CONCEPTOS FILOSOFICOS Renacimiento-Anaacutelisis cuantitativo de la hidrologiacutea 143 CONCEPTOS EXPERIMENTALES Desarrollo de instrumentos y obtencioacuten de foacutermulas 144 CONCEPTOS RACIONALES Modelos matemaacuteticos en hidrologiacutea2 CICLO HIDROLOGICO 21 CICLO DEL AGUA Es el proceso o cambio del agua en sus diferentes estados a traveacutes de un tiempo
determinado (Generalmente para un antildeo) Cuando el ciclo hidroloacutegico se analiza para tiempos menores a un antildeo se dice que los paraacutemetros hidroloacutegicos son dependientes del tiempo En cambio si son iguales o muacuteltiplos de un antildeo sus paraacutemetros hidroloacutegicos son independientes del tiempo
22 INICIO DEL CICLO HIDROLOGICO Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
23 AGUAS EN TRANSITO Nubes Precipitacioacuten Infiltracioacuten en el suelo Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
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Regresa a la atmoacutesfera Derivan Extraen 24 SISTEMA GENERAL DEL CICLO HIDROLOGICO 241 SISTEMATICAMENTE
242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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las vegetaciones edificios u otros obstaacuteculos que se encuentran por encima de la superficie del suelo eacutestos pueden evaporarse o deslizarse hasta llegar al suelo
- ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-
- ALCANTARILLADO
-
- 40 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACION
- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
-
- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
-
- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
-
- Σr = 128955
-
- P2000 =
-
- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
-
- Pr = 18 666 + 433 x to
-
- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
-
- 110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO
-
- 120 CALIDAD DEL AGUA
-
- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
-
- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
- 170 DOTACIONES
- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
-
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242 FORMA PARTICULAR
25 PROBLEMAS HIDROLOGICOS QUE INTERESA A LA HIDROLOGIA Satisfaccioacuten de demandas - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos Disentildeo de obras hidraacuteulicas - Anaacutelisis temporal de maacutexim0os y miacutenimos Planteamiento y operacioacuten de embalses - Anaacutelisis temporal de la informacioacuten hidroloacutegica - Anaacutelisis espacial de la informacioacuten hidroloacutegica - Valores medios maacuteximos miacutenimos - Anaacutelisis temporal de las dotaciones del agua
Investigaciones - Modelos matemaacuteticos de investigacioacuten de precipitacioacuten para obtener caudales
(simulacioacuten numeacuterica) 26 FASES DEL CICLO HIDROLOGICO 261 EVAPORACION Se produce por efecto de la influencia directa de la radiacioacuten solar Este
efecto provoca el calentamiento de todas las superficies huacutemedas del suelo y las superficies huacutemedas de la vegetacioacuten de tal forma que disminuyen la cohesioacuten molecular y genera vapor de agua el vapor de agua tiende a elevarse y al disminuir su temperatura interna provocando el proceso de condensacioacuten produciendo la formacioacuten de gotas liacutequidas
262 PRECIPITACION Por efecto de las masas huacutemedas con formacioacuten de gotas liacutequidas de agua
eacutestas tienden a exceder el volumen ocupado por consiguiente por causas internas las moleacuteculas y las gotas liacutequidas de agua tienden a incrementar su diaacutemetro y por efecto de peso caen o precipitan Parte del agua precipitada regresa a la atmoacutesfera en forma de evaporacioacuten Otra parte es interceptada por
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- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
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- 90 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE
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- Σr = 128955
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- P2000 =
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- Pf = 120000 + 16750(2) + 11000(2+1)2
- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
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- Pr = 18 666 + 433 x to
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- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- 140 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS
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- 150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO
- Industria
- Medidores
- Costo del servicio
- Fugas y desperdicios
- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
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- 180 FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DOTACIONES
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- 50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-
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- 60 ESTUDIOS DE CAMPO-
- 70 ESTUDIO DE GABINETE
- Estudio de Factibilidad- Es el planteamiento de actividades a traveacutes de un anaacutelisis sensibilidad econoacutemica que nos permite determinar la solucioacuten de miacutenimo costo de tal forma que el elemento de la demanda sea satisfecha por la oferta del servicio
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- Σr = 128955
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- P2000 =
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- V = 7754 ndash 1255 = 433 hab antildeo
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- Pr = 18 666 + 433 x to
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- P1995 = 18 666 + 433(1995 ndash 1993) = 19 535
- P2005 = 18 666 + 433(2005 ndash 1993) = 23 862
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- Consumo promedio diario
- 160 COEFICIENTE DE VARIACIOacuteN DE CONSUMO
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