UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE SANTIAGO (UTESA)

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Sistemas de Agua Potable

DISEÑO DE REDES DE AGUA DISEÑO DE REDES DE AGUA POTABLEPOTABLE

• Redes de DISTRIBUCIÓN•

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

• PRESIONES EN LA RED

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

PRESIONES MÍNIMAS

TIPO DE MEDIO PRESION mínima

UDA

MEDIO RURAL 10 MCA

URBANO 20@25 MCA

PRESIONES MÁXIMO

TIPO DE MEDIO PRESION máximo

UDA

MEDIO RURAL 50 MCA

URBANO 50 MCA

DEPENDE DE LA TOPOGRAFIA DEL TERRENO

RUGOSIDAD DE LAS TUBERIASRUGOSIDAD DE LAS TUBERIAS

• SE UTILIZA PRINCIPALMENTE LA FORMULA DE HAZEN – WILLIAMS• • V = 1.318 C R0.63 S0.54

• QUE COMBINADA CON LA ECUACION DE CONTINUIDAD (Q=VXA) PUEDE ESCRIBIRSE EN LA FORMA:

• • h = α L Q1.85

• EN ESTA EXPRESION:• L = LONGITUD DE LA TUBERIA , METROS• h = PERDIDA DE CARGA, METROS• α = COEFICIENTE QUE DEPENDE DE C Y DEL DIAMETRO• Q = CAUDAL, LPS• VALORES DEL COEFICIENTE C MAS UTILIZADOS• HIERRO FUNDIDO 100• HIERRO FUNDIDO DUCTIL 100• HIERRO GALVANIZADO 100 – 110• ASBESTO CEMENTO 120• POLICLORURO DE VINILO (PVC) 140

• 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.

• LA EXPRESIÓN ANTETERIOR PUEDE INDICARSE:

• V = 1.318 CR^0.63 S^0.54

• Q= VXA= 1.318 C (D/4)^0.63 X (H/L)^0.54 X (ЛD^2/4)

• H^0.54=(Q X 4 X 4^0.63 X L^0.54)/(Л D^2 X D^0.63 X 1.318 C)

• H=(Q/CD^2.63) X (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54 X L

• 1/0.54=1.85

• (4X4^0.63/ Л X 1.318)^1/0.54=4.720

• H=4.720 X L X (Q/CXD^2.63)^1.85

• 4.720 (1/CD^2.63)^1.85=α

• h = α L Q1.85

VELOCIDADES PERMISIBLESVELOCIDADES PERMISIBLES

VELOCIDADES PERMISIBLES


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

EJEMPLO DISEÑO URBANIZACIONEJEMPLO DISEÑO URBANIZACION

EJEMPLO N01EJEMPLO N01

PARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑARPARA LA SIGIENTE URBANIZACION DISEÑAREL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE.EL SISTEME DE REDES DE AGUA POTABLE.

DATOS:DATOS:1.1. DOTACION 300 LITS/HAB./DIASDOTACION 300 LITS/HAB./DIAS2.2. TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 %TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 3 %3.3. PERIODO DE DISEÑO 20 AÑOSPERIODO DE DISEÑO 20 AÑOS4.4. USAR 5 PERSONAS POR SOLARUSAR 5 PERSONAS POR SOLAR5.5. DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M2DOTACION AREA COMERCIAL 6 LITS/M26.6. DOTACION AREA VERDE 2LITS/M2DOTACION AREA VERDE 2LITS/M27.7. TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH40TUBERIA EXISTENTE C/PRINCIPAL 3”PVC SCH408.8. PRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSIPRESION EN EL PUNTO 1 DE CONEXIÓN 30 PSI9.9. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE LA TUBERIA 140

lotificacion

CALCULO DE LA POBLACION CALCULO DE LA POBLACION FUTURAFUTURA

Población actualCANTIDAD DE SOLARES= 27CANTIDAD DE PERSONAS POR VIVIENDA= 5Pact= 27x5=135 personas

Población futuraPf=Pact(1+R)^nR=tasa de crecimiento anual(3%).N=período de diseño( 20).Pf=135( 1+3/100)^20= 243.82 = 244 personas

Consumos y VariacionesConsumos y Variaciones

Caudales Caudales Caudal promedio para población futura:

Qm1 = Dotación * Población Futura

86,400

Qm = 300 lits/personas/días * 244 personas 86,400

Qm=0.85 Lits/seg


Caudal promedio para área comercial:

Qm2 = Dotación comercial * área comercial

86,400

Qm = 6 lits/m2/días * 2000 m2 86,400

Qm=0.14 Lits/seg


Caudal promedio para área verde:Qm3 = Dotación área verde * área verde

86,400

Qm = 2 lits/m2/días * 800 m2 86,400

Qm=0.019 Lits/seg


CaudalesCaudalesCaudal promedio total (caudal medio total): Qmet =Qm1+Qm2+Qm3 Qmet = 0.85 Lits/seg+0.14 Lits/seg+0.019 Lits/seg

Qmet = 1.01 Lits/seg


• Caudales de diseño Caudales de diseño

• Caudal máximo diario• Qmáx diario = QmEt * Cvd• Cvd = 1.25 (variación diaria)• Qmáx diario = 1.01*1.25• Qmáx diario = 1.26 lits/seg


• Caudales de diseño Caudales de diseño

• Caudal máximo horario• Qmáx horario = QmEt * Cvh• Cvh = 2.00 (variación horaria)• Qmáx horario = 1.01*2.00• Qmáx horario = 2.02 lits/seg

•

PLANO CURVA DE NIVEL

TRAZADO RED DE AGUA POTABLE PARA FINE DE CALCULO

P5

• Calculo de la longitud total de la red:

• Ltotal=L1+L2+L3+L4• Ltotal=66.42MTS+65.27MTS+75.3MTS+58.4

5MTS• Ltotal=265.44MTS

PLANO CURVA DE NIVEL

COTA DE TERRENO

COTA1 = 92 MTS COTA2 =92 MTS COTA3 =95 MTS COTA4 =97 MTS COTA5 =103 MTS

CAUDAL POR METRO LINEALCAUDAL POR METRO LINEAL

• Caudal por metro linealQml = QMAX HORARIO LTOTAL-L1

Qml = 2.02/198.99=0.010151265ITS/SEG/ML

FORMULAS PARA EL DISEÑO FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDESDE LAS REDES

Cota 1P1 P2

L

Cota 2

Hf= Pérdidas por fricción de la tuberías de tramo 1-2

SI TENEMOS LA PRESION P1

H1-2 = α L Qmáx horario 1-2 ^1.85 Pág.26, Simon Arocha R.

P2 = P1 + (Cota1-Cota 2) – H1-2

DETERMINACION DE LAS PRESIONES

Qml =0.010151263 LITS/SEG/ML

DETERMINACION DE PRESIONES

P2= P1+(COTA 92-COTA 92)-HT1-2



P5= P4+(COTA 97-COTA 103)-HT4-5

Q2-3=

Q3-4=

Q4-5=

L2-3 X QM/L = 65.27*.010151263=.66

L3-4 X QM/L = 75.30*.010151263=.76

L4-5 X QM/L = 58.45*.010151263=.59

CAUDALES POR TRAMOSCAUDALES POR TRAMOS

Diámetro tuberíaDiámetro tuberíaCon el caudal tramo 1-2, Q1-2=2.02 l/sCon el caudal tramo 1-2, Q1-2=2.02 l/sCuadro 36, pag.145, SIMON AROCHACuadro 36, pag.145, SIMON AROCHA

FORMULAS PARA EL DISEÑO FORMULAS PARA EL DISEÑO DE LAS REDESDE LAS REDES

Cota 1P1 P2

L

Cota 2

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 PVCBUSCAR α PAG 26

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

0.0008877

HF1-2 = α L1-2 Qmáx horario 1-2 ^1.85

HF1-2 = 0.0008877*66.42*(2.02)^1.85=0.2165

MTS

HM1-2 = 15%HFHM1-2=0.15*0.2165=0.03248

HT1-2 = HF1-2 + HM1-2HT1-2=0.2165+0.03238=0.249

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