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

2 DISEÑO DE REDES DE AGUA POTABLE2

3 Redes de DISTRIBUCIÓN PARA EL DISEÑ0 DE LA RED ES IMPRESCINDIBLE HABER DEFINIDO LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO Y LA UBICACIÓN TENTATIVA DEL ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO. CUMPLIDOS ESTOS REQUISITOS SE PROCEDERÁ AL DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCCIÓN.

4 PRESIONES EN LA RED LAS PRESIONES EN LA RED DEBEN SATISFACER CIERTAS CONDICIONES MÍNIMAS Y MÁXIMAS PARA LAS DIFERENTES SITUACIONES DE ANÁLISIS QUE PUEDEN OCURRIR. EN TAL SENTIDO, LA RED DEBE MANTENER PRESIONES DE SERVICIOS MÍNIMAS, QUE SEAN CAPACES DE LLEVAR AGUA A LA LIVIVIENDA O EDIFICACIONES 4

5 PRESIONES MÍNIMAS TIPO DE MEDIO PRESION mínima UDA MEDIO RURAL 10 MCAURBANO 5

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

7 RUGOSIDAD DE LAS TUBERIAS7

8 SE UTILIZA PRINCIPALMENTE LA FORMULA DE HAZEN – WILLIAMS V = C R S0.54 QUE COMBINADA CON LA ECUACION DE CONTINUIDAD (Q=VXA) PUEDE ESCRIBIRSE EN LA FORMA: h = α L Q1.85 EN ESTA EXPRESION: L = LONGITUD DE LA TUBERIA , METROS h = PERDIDA DE CARGA, METROS α = COEFICIENTE QUE DEPENDE DE C Y DEL DIAMETRO Q = CAUDAL, LPS VALORES DEL COEFICIENTE C MAS UTILIZADOS HIERRO FUNDIDO HIERRO FUNDIDO DUCTIL 100 HIERRO GALVANIZADO – 110 ASBESTO CEMENTO POLICLORURO DE VINILO (PVC) 8

9 RUGOSIDAD DE LA TUBERIA EN LA DETERMINACION DE LOS DIÁMETROS A UTILIZAR ES FRECUENTE LA UTILIZACIÓN DE LA FÓRMULA DE WILLIAMS Y HAZEN, CUYA EXPRESION ORIGINAL ES: V = CR^0.63 S^0.54 X 0.001^-0.04 V=VELOCIDAD MEDIA R=RADIO HIDRÁULICO( D/4) S=PENDIENTE DEL GRADIENTE HIDRÁULICO O PÉRDIDA DE CARGA. C=COEFICIENTE DE RUGOSIDAD. 9

10 LA EXPRESIÓN ANTETERIOR PUEDE INDICARSE: V = 1.318 CR^0.63 S^0.54 Q= VXA= C (D/4)^0.63 X (H/L)^0.54 X (ЛD^2/4) H^0.54=(Q X 4 X 4^0.63 X L^0.54)/(Л D^2 X D^0.63 X C) H=(Q/CD^2.63) X (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54 X L 1/0.54=1.85 (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54=4.720 H=4.720 X L X (Q/CXD^2.63)^1.85 4.720 (1/CD^2.63)^1.85=α h = α L Q1.85 10

11 VELOCIDADES PERMISIBLES

12 VELOCIDADES PERMISIBLES12

13 VELOCIDADES PERMISIBLESEXISTE UN CUADRO QUE MUESTRA LA RELACION DIAMETRO-VELOCIDAD ECONOMICA, QUE PUEDE UTILIZARSE PARA SELECCIONAR EL DIAMETRO DE TUBERIA QUE PERMITE MANEJAR LOS CAUDALES Y VELOCIDADES DE MANERA QUE LAS PERDIDAS SEAN ACEPTABLES. EL CUADRO SE PRESENTA A CONTINUACION.PAG.145

14 VELOCIDADES PERMISIBLES

15 EJEMPLO DISEÑO URBANIZACION

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

17 lotificacion

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

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

20 Consumos y VariacionesCaudal promedio para área comercial: Qm2 = Dotación comercial * área comercial ,400 Qm = 6 lits/m2/días * 2000 m2 86,400 Qm=0.14 Lits/seg 20

21 Consumos y VariacionesCaudal promedio para área verde: Qm3 = Dotación área verde * área verde ,400 Qm = 2 lits/m2/días * 800 m2 86,400 Qm=0.019 Lits/seg 21

22 Consumos y VariacionesCaudales Caudal promedio total (caudal medio total): Qmet =Qm1+Qm2+Qm3 Qmet = 0.85 Lits/seg+0.14 Lits/seg Lits/seg Qmet = 1.01 Lits/seg 22

23 Consumos y VariacionesCaudales de diseño Caudal máximo diario Qmáx diario = QmEt * Cvd Cvd = (variación diaria) Qmáx diario = 1.01*1.25 Qmáx diario = 1.26 lits/seg 23

24 Consumos y VariacionesCaudales de diseño Caudal máximo horario Qmáx horario = QmEt * Cvh Cvh = (variación horaria) Qmáx horario = 1.01*2.00 Qmáx horario = 2.02 lits/seg 24

25 PLANO CURVA DE NIVEL

26 TRAZADO RED DE AGUA POTABLE PARA FINE DE CALCULO

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

28 PLANO CURVA DE NIVEL

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30 COTA DE TERRENO COTA1 = 92 MTS COTA3 =95 MTS COTA4 =97 MTS30

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

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

33 DETERMINACION DE LAS PRESIONESQml = LITS/SEG/ML 33

34 DETERMINACION DE PRESIONESP2= P1+(COTA 92-COTA 92)-HT1-2 P3= P2+(COTA 92-COTA 95)-HT2-3 P4= P3+(COTA 95-COTA 97)-HT3-4 P5= P4+(COTA 97-COTA 103)-HT4-5 34

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

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

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

38 CALCULO DE α para tubería 3”pvc y c=140 α=0.(3)8877= 0.000887738

39 39

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

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