CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO E.A P INGENIERIA CIVIL ING. EDGAR G. SPARROW ALAMO ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO I UNIDAD 1. GENERALIDADES Agua superficial - Gravedad - Bombeo Agua Subterránea - Gravedad - Bombeo Qmd : Caudal máximo diario Qmh : Caudal máximo horario 1.- Fuentes (Qp) 2.- Tratamiento, generalmente agua superficiales (Qp) 3.- Línea de conducción (Qmd) - por gravedad -por bombeo (Impulsión) Almacenamiento (Qmd) - Cisternas - Reservorios 4.- Línea de aducción (Qmh) 5.- Redes (Qmh): Hardy - Cross 6.- Conexión domiciliarias Reservorio Red de distribución ( por gravedad ) Río Reservorio red de distribución ( por bombeo ) Río desarenador Planta de tratamiento Planta de tratamiento desarenador B R R

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ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO

I UNIDAD

1 GENERALIDADES

Agua superficial - Gravedad

- Bombeo

Agua Subterraacutenea - Gravedad

- Bombeo

Qmd Caudal maacuteximo diario

Qmh 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 - Cross

6- Conexioacuten domiciliarias

Reservorio Red de distribucioacuten ( por gravedad )

Riacuteo

Reservorio red de distribucioacuten ( por bombeo )

Riacuteo

desarenador Planta de

tratamiento

Planta de

tratamiento desarenador B R

R

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ALCANTARILLADO

1 Conexiones domiciliarias

2 red de colectores

3 grandes colectores interceptores

4 emisor

5 planta de tratamiento

Para alcantarillado Se usa Manning

Para 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

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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

30 FINES PARA LOS QUE SE REALIZA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA

Se 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

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50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-

PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA

Turbiedad Variable Praacutecticamente nula

Color Variable Constantemente bajo o nulo

Temperatura Variable Constante

Mineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsuelo

Dureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente

alto

Contaminacioacuten 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 total

Comercial 10 - 30 del total

Industrial 20 - 50 del total

Publico 5 - 10 del total

Desperdicios 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)

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80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL

Poliacutetico

Social

Econoacutemico

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 proyecto

3) 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

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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

- 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) Proyecto

Basado 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

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 2: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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ALCANTARILLADO

1 Conexiones domiciliarias

2 red de colectores

3 grandes colectores interceptores

4 emisor

5 planta de tratamiento

Para alcantarillado Se usa Manning

Para 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

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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

30 FINES PARA LOS QUE SE REALIZA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA

Se 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

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50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-

PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA

Turbiedad Variable Praacutecticamente nula

Color Variable Constantemente bajo o nulo

Temperatura Variable Constante

Mineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsuelo

Dureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente

alto

Contaminacioacuten 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 total

Comercial 10 - 30 del total

Industrial 20 - 50 del total

Publico 5 - 10 del total

Desperdicios 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)

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80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL

Poliacutetico

Social

Econoacutemico

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 proyecto

3) 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

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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

- 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) Proyecto

Basado 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

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 3: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

30 FINES PARA LOS QUE SE REALIZA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA

Se 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

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50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-

PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA

Turbiedad Variable Praacutecticamente nula

Color Variable Constantemente bajo o nulo

Temperatura Variable Constante

Mineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsuelo

Dureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente

alto

Contaminacioacuten 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 total

Comercial 10 - 30 del total

Industrial 20 - 50 del total

Publico 5 - 10 del total

Desperdicios 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)

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80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL

Poliacutetico

Social

Econoacutemico

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 proyecto

3) 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

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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

- 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) Proyecto

Basado 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

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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50 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACION-

PARAMETROS SUPERFICIAL SUBTERRANEA

Turbiedad Variable Praacutecticamente nula

Color Variable Constantemente bajo o nulo

Temperatura Variable Constante

Mineralizacioacuten Variable generalmente cte Constante depende del subsuelo

Dureza (CaCO3) Generalmente bajo Depende del suelo generalmente

alto

Contaminacioacuten 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 total

Comercial 10 - 30 del total

Industrial 20 - 50 del total

Publico 5 - 10 del total

Desperdicios 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)

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80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL

Poliacutetico

Social

Econoacutemico

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 proyecto

3) 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

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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

- 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) Proyecto

Basado 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

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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80 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO HISTOacuteRICO POBLACIONAL

Poliacutetico

Social

Econoacutemico

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 proyecto

3) 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

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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

- 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) Proyecto

Basado 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

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

- 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) Proyecto

Basado 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

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 7: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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10 MEacuteTODOS PARA CAacuteLCULO DE PROYECCIOacuteN DE POBLACIOacuteN

1- Aritmeacutetico

2- Intereacutes simple

3 - Incrementos variables

4 - Regresioacuten miacutenimos cuadrados

5- Racional

6- 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

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

34836

47844

46275

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)

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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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Pf2001 = 18666 + 430 (8) = 22106

102 INTERES SIMPLE

Pf = Pa (1 + rp t)

Donde 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

-

3832

4306

5553

-

11

09

12

-

00700

00543

00353

Σ = 01596

rp = 00532

Pf = Pa (1 + 00532 (t))

Pf1995 = 18666(1 + 00532 (2)) = 20652 habit

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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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103- INCREMENTOS VARIABLES

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 474

1993 18666 12 5553 1247

13691 1721

45637 8605 larr promedio

95 - 93

10

darr

Pf = 18666 + 45637(n) + 8605 (n + 1)n

2

Pf1995 = 18666 + 45637(02) + 8605 (02 + 1)02 = 19682

2

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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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Ejm Antildeo Pa n ∆1P1 ∆2P2

1940 53000 - - -

1950 72000 1 19000 -

1960 85000 1 13000 6000

1670 92000 1 7000 6000

1980 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

1961

1972

1981

4975

8807

13113

3845521

3888784

3924361

9755975

17367404

25976853

1

1

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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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1993 18666 3972049 37201338

7907 45561 15630715 90301570

b = 4(90301570) ndash 7907(45561) = 43214

4(15630715) ndash 79072

a = 45561 - 43214 x 7907 = - 842835

4 4

Reemplazando en y = 43214 x -842835

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

1995

2005

43214(1995) ndash 842835 = 19284

43214(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 r

1961

1972

1981

1993

4975

8807

13113

18666

-

17702

14889

14235

-

11

09

12

-

06806

05562

03421

1

1

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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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rp = [ (06806)11

x (05562)09

x (03421)12

]132

rp = 04968

rarr

Pf = 18666 (1 +04908)t

Reemplazando en

Proyecciones

Antildeo Poblacioacuten

2005 18666(1 + 04968)(2005 - 1993)10

= 30286 habitantes

6- MEacuteTODO RACIONAL

Pr = Pa + Vxto + movimiento migratorio

Donde

Pr = Poblacioacuten Racional

Pa = Poblacioacuten Actual V = ΣN - ΣD

V = Crecimiento Vegetativo n

to = tiempo

Ejm

Antildeo Nacimiento(N) Defuncioacuten(D) N ndash D

1982

1983

1984

hellip

hellip

596

458

488

87

123

75

509

335

413

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

1

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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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110 FORMA DE HALLAR LA POBLACIOacuteN DE DISENtildeO

101 METODO ANALITICO

1) Hacer un cuadro con todas las proyecciones encontradas por los meacutetodos

2) 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

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) ا nuacutemeros cuadrados

Aritmetico ا

ا

rarr ا ا ا ا ا ا ا

1961 1972 1981 1993 1995 2005 2010

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 14: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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

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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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 partesmilloacuten

Presencia de fluor en exceso de 2 partesmilloacuten (2 mglitro)

Presencia de arseacutenico en exceso de 01 partes milloacuten

Presencia 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 mglitro

Fierro y manganeso no maacutes de 05 mglitro

Magnesio no maacutes de 125 mglitro

Zinc no maacutes de 15 mglitro

Cloruros no maacutes de 150 mglitro

Sulfatos no maacutes de 250 mglitro

Soacutelidos 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

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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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Toda agua potable para ser ideal debe reunir los siguientes requisitos

o Debe ser inodora y de sabor agradable

o Debe ser blanda conteniendo cierta cantidad de sales minerales en una

proporcioacuten de 010 grlitro a 050 grlitro

o Que no sea corrosiva

o No debe contener organismos que producen enfermedades

o Deba ser abundante y de bajo costo de tratamiento

150 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

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 servicio

Cuando 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

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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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 consumo Para 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

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

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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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 zona

o Nuacutemero de habitantes

o Tamantildeo de la ciudad

o Grado cultural de la poblacioacuten

o Aspecto Socioeconoacutemico

o Presioacuten de la red

o Fugas y desperdicios

190 NORMAS DE DISENtildeO-

Establece 2 niveles

Hasta 10000 hab 150lthabdiacutea

Urbano 10000 ndash 50000 hab 150 ndash 200 ldquo

Pobl gt 2000 hab 50000 ndash 200000 hab 200 ndash 250 ldquo

200000 ndash 350000 hab 250 - 350

350000 - gt hab 350 ldquo

100 ndash 1000 hab 60 ndash 80 lthabdiacutea

Rural 1000 ndash 1500 hab 80 - 100

Pobl lt 2000 hab 1500 ndash 2000 hab 100 - 150

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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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)

Qmd = K1 x Qp

- CAUDAL MAXIMO HORARIO (Qmh)

Qmh = K2 x Qp

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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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 abastecimiento

Las 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

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 IMPUREZAS Se 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

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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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 algas

214 Gases anhiacutedrido carboacutenico sulfato de hidroacutegeno nitroacutegeno aacutecido sulfuacuterico

metano

30 TIPOLOGIA DE LOS SISTEMAS

31 TIPO I

32 TIPO II

33 TIPO III

34 TIPO IV

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 22: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 23: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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 cese

No 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 SUBTERRANEAS

Algo 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 subsuelo

El 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 SUBTERRANEAS

La 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

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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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 SUBTERRANEA

Ocurre cuando los contaminantes se infiltran hasta las aguas subterraacuteneas y

comuacutenmente esta causada por una descarga en la superficie Pueden ocurrir

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 Urbano

ndash Acabado sanitarios inadecuados de pozos

ndash Contaminacioacuten de origen Industrial

ndash 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 problema

En 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 naturales

En estas aacutereas vulnerables normalmente se daraacute la maacutexima prioridad en las medidas

de control o las acciones correctivas que incluyen

ndash Evitar instalar nuevas actividades que usan almacenes y descarga en sustancias

quiacutemicas toacutexicas y peligrosas

ndash 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

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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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

cemento

El 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 metros

Normalmente 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-

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 26: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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 difusos

ndash 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

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

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 27: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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) ltseg

86400 86400

Dotacioacuten = lthabdiacutea

Poblacioacuten = habitantes

Q = ltseg

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 ) ltseg

86 400

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 = K2Qp

El 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 sedimentacioacuten

En 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 V22

1 gt 2 h 2g

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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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 arenamiento

La ubicacioacuten de los orificios debe estar por debajo del afloramiento

Para el caacutelculo del orificio usamos el valor del Qmd y el caudal de rendimiento maacuteximo

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) Do2

4

062 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 Qmd

La 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) Do2 = (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

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 29: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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 poblacioacuten

Su disentildeo se realiza aplicando HAZEN- WILLIAMS considerando la siguiente

expresioacuten

S = C1 ndash Cn Q = m3seg

L 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

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 30: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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 limpieza

Se 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 m

3

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

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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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Analizando se observo que el Qmd es menos que el Q de rendimiento miacutenimo y que el Q

rendimiento maacuteximo

Por 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

Calculemos el caudal

Tuberiacuteas de Rebose Seraacute 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 H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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150 CLASES DE TUBERIacuteAS

C ndash 50 --- A ndash 5 kgcm2 --- 50 m H2O

C ndash 75 --- A ndash 75 kgcm2 --- 75 m H2O

C ndash 100 --- A ndash 10 kgcm2 --- 100 m H2O

C ndash 105 --- A ndash 15 kgcm2 --- 150 m H2O

160 TUBERIAS MAacuteS USADAS

161 ASBESTO CEMENTO

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto coeficiente de Hazen-Williams ( C = 140)

ndash Bastante livianas dando facilidad para su manipuleo y transporte

ndash Faacuteciles de cortar y bastante flexibles

Desventajas

ndash Baja resistencia a los esfuerzos de flexioacuten pudiendo producirse la rotura si es

movida de tal forma que produzca palanca

ndash Pueden ser perforados por accioacuten de alguna herramienta

162 FIERRO FUNDIDO

Ventajas

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 33: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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ndash Tiene una larga vida uacutetil en comparacioacuten con otros tipos de tuberiacuteas

ndash Resistentes a la corrosioacuten

ndash Alta resistencia a las cargas externas

Desventajas

ndash Considerable peso que dificulta su manipuleo

ndash Bajo valor del coeficiente de HZ con respecto al asbesto ndash cemento y al PVC

163 PLASTICO (PVC)

Ventajas

ndash Alta resistencia a la corrosioacuten

ndash Alto valor del coeficiente de Hazen-Williams

ndash Bastante livianas faacutecil manipuleo empalme y transporte

ndash Faacuteciles de cortar bastante flexibles

Desventajas

ndash Pueden ser perforados

ndash 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 INCENDIOS

A) 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

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 34: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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)

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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

2DA

POSICIOacuteN

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

3ERA

POSICIOacuteN

3) El caudal es reducido e impredecible

4TA

POSICIOacuteN

4) La tuberiacutea corta a la liacutenea piezoacutemetro absoluta

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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

5TA

POSICIOacuteN

5) Se trata de un SIFON se usa equipo de bombeo

6TA

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 conduccioacuten

El 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 450mm

4acuteacute 100mm 20acuteacute 500mm

6acuteacute 150mm 22acuteacute 550mm

8acuteacute 200mm 24acuteacute 600mm

10acuteacute 250mm 26acuteacute 650mm

12acuteacute 300mm 28acuteacute 700mm

14acuteacute 350mm 30acuteacute 750mm

16acuteacute 400mm 32acuteacute 800mm

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 37: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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

NUMERO DE IMPULSORES = HDT

n

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 38: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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Es la energiacutea que requiere la bomba para su normal funcionamiento

224 POTENCIA INSTALADA

Es la energiacutea que requiere el motor para su normal funcionamiento

225 POTENCIA DE LA BOMBA

FORMULA

226 POTENCIA DEL MOTOR

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 Directriz

3- Capa Espiral

4- 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)

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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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EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

HIDROLOGIA

1 HIDROLOGIA

11 CONCEPTO

Estudia las aguas naturales

12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA

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EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 39: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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 + V2 ) ] ndash Pvapor

2g)

- Para evitar el riesgo de cavitacioacuten por presioacuten de succioacuten se debe cumplir que

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 ELEMENTOS

ndash Equipos de bombeo ( conjunto bomba-motor)

ndash Grupo generador de energiacutea y fuerza motriz

ndash Accesorios complementarios instrumentos de control tuberiacuteas accesorios

ndash 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 bombeo

tB

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 BOMBEO

Para seleccionar el equipo de bombeo es necesario que el proyectista obtenga los siguientes

datos

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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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ndash El caudal de bombeo

ndash La altura de impulsioacuten y altura de succioacuten

ndash La altura geomeacutetrica

ndash La altura dinaacutemica total

ndash Si el bombeo es contiacutenuo o discontiacutenuo

ndash Tipo de liacutequido a bombear

ndash Potencia de consumo

ndash Potencia instalada

ndash Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas a ser bombeadas

ndash Si existe presencia de soacutelidos partiacuteculas pequentildeas partiacuteculas coloidales

ndash La temperatura del liacutequido

ndash La altura a nivel del mar

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

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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

Page 41: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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 armado

g) Acero

h) Albantildeileriacutea

i) Prefabricado

j) Madera

k) Fierro-cemento asbesto-cemento

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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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 residencial

3 grifos en zona industrial

capacidad del grifo = 16 ltseg

em Poblacioacuten 20000 hab

V2 = 2 x 16 ltseg x 2 hr x 3600 seg x 1m3

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

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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

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

Page 43: CLASES ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE1 final.pdf

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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

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 muertos

2- Existen varias tuberiacuteas principales

3- En las redes cerradas solo involucre calculo de tuberiacuteas principales

250 PRESIONES DE SERVICIO EN LA RED

Presiones de servicio en la red

DATOS

Qmd = 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

P maacutex P min

Urbano

Rural

50 m c a

50 m c a

15 m c a

10 m c a

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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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 siguientes

ndash Manzaneo (con su denominacioacuten)

ndash Curvas de nivel (metro a metro)

ndash Coordenadas geograacuteficas

ndash Norte Magneacutetico

ndash Secciones de Viacuteas

ndash Longitudes de todos los lados de las manzanas

ndash Longitudes de las interacciones de Viacuteas

ndash Costos de las interacciones de Viacuteas

ndash Nombre de calles

El plano de trazado se realiza en una escala 11000 y tambieacuten recibe las siguientes

denominaciones

ndash Trazado general

ndash Trazado de Viacuteas

ndash 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 Pendientes

ndash Distancia Parcial

ndash Cota de Terreno

ndash Cota de Rasante

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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 AGUA DE GALERIA DE FILTRACION

21 ORIGEN DE LAS IMPUREZAS

211 CLASIFICACION

22 CAPTACION DE AGUAS SUPERFICIALES

23 TIPOS DE ESTRUCTURA DE CAPTACION

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

HIDROLOGIA

1 HIDROLOGIA

11 CONCEPTO

Estudia las aguas naturales

12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO

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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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ndash Distancia acumulada

ndash Interaccioacuten de calles

H 11000

La escala adecuada para estos planos es v 150

H 11000

V 1100

Tambieacuten se le denomina como

ndash Perfiles de ejes de viacuteas

ndash Perfiles de viacuteas

ndash Perfiles de rasantes

ndash 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 planos

ndash Red general de desaguumles escala 11000 1500 12000

ndash Diagrama de flujo escala 11000 1500 12000

ndash Perfiles longitudinales de desaguumle escala H 11000

ndash 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 lotizacioacuten

ndash curvas de nivel metro a metro

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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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ndash norte magneacutetico

ndash coordenadas geograacuteficas

ndash trazo de buzones con numeracioacuten ordenada

ndash trazo de tuberiacuteas indicando longitud pendiente diaacutemetro en cada tramo nombre de

calles

ndash Cotas de tapas y fondo y altura de buzones

ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas

350 CALCULO HIDRAULICO

bjh

INDICE

2 RESUMEN DE LA RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA

3 ASPECTOS CUANTITATIVOS DE EXPLOTACIONKOIUPRYRIYTBNJJJ

31 AGUAS SUBTERRANEAS

32 AGUAS SUPERFICIALES

4 ASPECTOS CUALITATIVOS DE EXPLOTACIONOLPIUY

5 ESTUDIO DE CAMPO

6 ESTUDIO DE GABINETE

7 FACTORES CONDICIONANTES DE CRECIMIENTO HISTORICO POBLACIONAL

8 REQUISITOS PARA PRESENTAR UN PROYECTO DE AGUA POTABLE

81 IURBANIZACION

82 CIUDAD

10 MEacuteTODOS PARA CALCULO DE PROYECCION DE POBLACION

101 METODO ARITMETICO

102 METODE INTERES SIMPLE

103 M INCREMENTOS VARIABLES

104 M REGTRESION MINIMOS CUADRADOS

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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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105 M RACIONAL

106 M CRECIMIENTO GEOGRAFICO

12CALIDAD DEL AGUA

13 CARACTERISTICAS QUE DEBE SATISFACER EL AGUA POTABLE PARA EL

CONSUMO HUMANO

14 REQUISITOS FISICOS QUIMICOS Y BACTERIOLOGICOS

15 FACTORES QUE AFECTAN EL CONSUMO

17 DOTACIONES

171 FACTORES QUE INFLUYE EN LA DOTACION

18 NORMAS DE DISENtildeO

19 CAUDALES PARA EL DISENtildeO

20 ESTUDIO DE CUENCA

201 AGUA DE LLUVIA

202 AGUAS SUPERFICIALES

203 AGUAS SUBTERRANEAS

204 AGUA DE MANANTIAL

205 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

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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1 HIDROLOGIA

11 CONCEPTO

Estudia las aguas naturales

12 DISCIPLINAS DE LA HIDROLOGIA

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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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 hidrologiacutea

2 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

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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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23 AGUAS EN TRANSITO

Nubes

Precipitacioacuten

Infiltracioacuten en el suelo

Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea

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

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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

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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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

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