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CALCULO DE LA POBLACION FUTURA - ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO

INTRODUCCION

Cada vez más se hace indispensable el uso del agua para todo tipo de finalidad, ya sea

para el consumo humano, industrias, obras de ingeniería, etc. sobre todo para el consumo

humano que es la necesidad más importante satisfacer. Es por eso que nace la necesidad

de dar facilidad de acceso al hombre sobre el agua. Gracias a la ingeniería el hombre

puede utilizar el agua cada vez con mayor facilidad, contando así con estructuras que nos

permiten distribuir el agua con eficiencia.

En este trabajo se da a conocer estructuras de abastecimiento de agua para una

población, se diseñara tuberías de conducción, sistema de bombeo, planta de tratamiento

de agua potable, reservorio, red de distribución, red de alcantarillado y planta de

tratamiento de aguas residuales.

La línea de conducción es la estructura que transporta el agua desde la captación hasta la

planta de tratamiento o desde la planta de tratamiento hasta el reservorio. La capacidad

de ésta estructura deberá permitir el caudal correspondiente al caudal máximo de la

demanda diaria. Además los tanques de almacenamiento juegan un papel importante

para el diseño de la distribución de agua, tanto desde el punto de vista económico así

como de su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el

mantenimiento de un servicio eficiente.

Es necesario realizar un adecuado tratamiento del agua, cuidando así que los pobladores

reciban agua de calidad evitando enfermedades. Por tal motivo es importante diseñar las

obras complementarias tales como filtros, canaletas Parshall, floculadores, entre otros.

Luego del reservorio mediante la tubería de aducción se conduce el agua hacia la red de

distribución, una vez utilizada el agua nace la necesidad de evacuarla mediante el sistema

de alcantarillado hacia un sistema de tratamiento de aguas residuales el cual permite la no

contaminación del medio ambiente.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA 1


OBJETIVOS:

o GENERAL:

- Diseñar el abastecimiento de agua de una ciudad ficticia.

o ESPECÍFICOS:

- Diseñar y tener la respectiva sobre la clase de tubería, diámetro para la

línea de conducción.

- Diseñar la Planta de Tratamiento de agua teniendo en cuenta sus

respectivas estructuras que la conforman.

- Diseñar el reservorio a partir de datos sobre variaciones horarias de la

zona.

- Diseñar el sistema de distribución de una población teniendo en cuenta el

R.N.E.

- Diseñar una red de alcantarillado que permita conducir a la planta de

tratamiento de aguas residuales.

- Diseñar una planta de tratamiento de aguas residuales mediante lagunas

estabilizadoras.



MARCO TEORICO

SISTEMAS DE CONDUCCIÓN

Líneas de Conducción: Para el abastecimiento de agua, las tuberías de conducción se

inician en cajas, tanques o reservorios; y se dirigen hacia otros reservorios y de allí a

los centros de consumo.

Por lo general las tuberías de conducción son largas y por lo tanto, las pérdidas de

carga en la tubería son muy grandes comparadas con las pérdidas locales en cambios

de dirección, cambios de pendiente, válvulas, etc. Además la energía cinética del agua

es pequeña (V²/2g), puesto que la velocidad del agua es también pequeña.

El transporte del líquido elemento puede hacerse por formas de conducción:

Por gravedad.

Por bombeo.

a) Conducción por Gravedad

Existen dos clases de conducción por gravedad a través de canales y a través de conductos

forzados.

a.1) Canales: Son conductos forzados abiertos que generalmente transportan agua; el

flujo en un canal puede ser uniforme o no uniforme. En un canal con corriente

uniforme la disminución de energía potencial es consumida totalmente por la pérdida

de altura total.

En forma general la conducción desde la captación hasta la planta de tratamiento,

puede ser un canal abierto.

a.2) Conductos Forzados: Llamados también conductos a presión o tubería trabajando

a sección llena. Las características de este tipo de conducción son:

Generar más pérdida de carga.

Se acomoda perfectamente a la configuración topográfica del terreno con

la ventaja de ajustarse a las inversiones y contra pendientes del mismo.



Genera seguridad con respecto a la contaminación del agua debido a

agentes exteriores.

Dicha conducción en generalmente diseñada desde la planta de

tratamiento hasta el almacenamiento.

Válvulas para tuberías: Las válvulas controlan el paso de agua en la tubería. Existen

diferentes tipos. Para el caso de conducción de agua nos limitaremos tan solo a las

válvulas de aire o ventosas, de purga y reductora de presión.

1. Válvulas de aire o ventosas: Son válvulas automáticas, van ubicadas en las partes

altas de la línea de conducción, se colocan para eliminar burbujas de aire, ya que

una burbuja se acumula en las partes altas de la tubería.

2. Válvulas de purga: Se colocan en las partes bajas de las líneas de conducción,

dicha válvula se coloca para evacuar los sedimentos acumulados en estos puntos.

Utilizando la misma fuerza dinámica del flujo y son válvulas del tipo compuerta.

3. Válvula reductora de presión: Sirve para reducir la presión son automáticas y

graduales.

4. Reductores de presión:

a) Cámara rompe presión: La cámara de rotura de carga requiere válvulas

hidráulicas diferentes; por una parte, al volumen que sirve para la disipación

de la energía y por otra parte, a la altura mínima de carga sobre la tubería de

evacuación que es necesaria evitar la formación de remolinos.

b) Perdidas de carga locales (k): Que son entrada, de cambios de dirección, de

acuerdo al tipo de válvula, etc.

c) Perdidas por Fricción (hf): Para el caso de líneas de conducción resulta

práctico usar la fórmula de Darcy o Hazzen y Williams

h f= f∗(LSD )∗ V S2

2∗g

Darcy Hazzen y Williams


(b)(a) hf=10 .7LS Q

B1.85

C1.85 DS4 .87


Dónde:

L: Longitud de tubería se succión (m)

Q: Caudal (m3

/seg.)

f: Coeficiente

D: Diámetro (m)

d) Línea de carga piezométrica: Gradiente de carga de presión definida por la

suma de la energía de posición más la energía de presión.

Combinación de tuberías: Cuando se diseña una sección de tubería puede no haber

un diámetro único de tubería disponible que dé el factor de pérdida de carga por

fricción deseado, En este caso se usará una combinación de tuberías.

El método para diseñar la línea de conducción mediante la combinación de tuberías

tiene ventajas de:

o Manipular las pérdidas de carga.

o Conseguir presiones dentro de los rangos admisibles.

o Disminuir considerablemente los costos del proyecto.

o Al emplearse tuberías de menor diámetro evita un mayor número de cámaras

de rompe-presión.

a) Consideraciones de diseño en tuberías:

En lo posible se tratará que la línea de conducción sea en longitud la menor

posible, por cuestiones de orden económico y racional.

El terreno por donde atraviesa la tubería deberá ofrecer las garantías necesarias en

cuanto a su estabilidad.

La profundidad a colocar la tubería dentro del terreno será de 0.80 m

Colocar los accesorios necesarios para la seguridad y protección de la tubería.

Colocar una rejilla en el conducto forzado.

Válvulas de aire, funciona al cargarse el agua dando una rápida salida al aire y

permiten su ingreso en el caso de desagotamiento. En general, son automáticas.



Válvulas ventosas; ubicadas en las partes altas de la línea de conducción para

evacuar los sedimentos acumulados y utilizando la misma fuerza dinámica del

flujo.

Válvulas de purga; colocadas en las partes más bajas de la línea de conducción para

evacuar los sedimentos acumulados y utilizando la misma fuerza dinámica.

Válvulas reductoras de presión, cumplen la función de reducir la presión en el

conducto forzado.

Cámara rompe presión, dispositivo que permite bajar la presión hasta cero (0) y se

usa cuando la presión estática y/o dinámica supera el esfuerzo de trabajo del

material del conducto.


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