UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA↪→ FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA

↪→ ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE CIVIL-HUANCAVELICA

Universidad Nacional de Huancavelica

Facultad de Ciencias de Ingenierıa

Escuela Academico profesional de Civil - Huancavelica

Silabo de la Asignatura:Abastecimiento de Agua y Alcantarillado (CP-802)

1. GENERALIDADES

1.1) Nombre de la Asignatura : Abastecimiento de Agua y Alcantarillado1.2) Codigo : CP-8021.3) Creditos : 4.01.4) Facultad : Ciencias de Ingenierıa1.5) Departamento : Ingenierıa Civil1.6) Escuela Academico : Civil - Huancavelica1.7) Tipo : Obligatorio1.8) Pre-Requisito : CP-7041.9) Plan de Estudios : 20101.10) Ciclo Academico : 2015-I1.11) Duracion : 17 Semanas1.12) Periodo de Inicio y Termino : 06 de abril de 2014 - 13 de agosto de 20151.13) Docente Responsable

a) Teorıa : Ing. Ivan Arturo Ayala Bizarrob) Practica : Ing. Ivan Arturo Ayala Bizarro

1.14) N◦ Horas Semanales : 05a) Teoricas : 03b) Practicas : 02

1.15) Aulaa) Teorıa :b) Practica :

1.16) Horarioa) Teorıa : Martes 10:30 AM - 1:00 PMb) Practica : Miercoles 3:40 PM - 6:00 PM

2. DESCRIPCION DE LA ASIGNATURA

Abastercer a una poblacion el lıquido elemento es importante, el mismo que conlleva a emplear tecnicasingenieriles con aplicaciones de movimiento de flujo, energıa, balance hıdrico, fenomenos fısico, entre otros,para ofrecer un servicio adecuado y sobretodo optimo. Durante la secuencia del curso se pretendera tocartemas como: Definicion e importancia del curso. Metodos de calculo de poblacion futura. Cantidades deagua a ser abastecida. Reservorios. Sistemas de conduccion y distribucion por metodos avanzados. Sistemasde impulsion. Clasificacion de las tuberıas. Sistemas de desagues. Normas de diseno de los alcantarillados.Fenomenos transitorios. Visitas tecnicas. Tratamiento de aguas residuales.

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3. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA

3.1. Objetivos Generales

Aprender criterios, bases de diseno y metodos que permitan disenar tecnica y economicamente sistemas deabastecimiento de agua potable y alcantarillado. Por otro lado, estudiar y analizar los diferentes componentesde un sistema de agua, comenzando con las fuentes de abastecimiento, obras de captacion y finalmente lasredes de distribucion (agua y alcantarillado).

3.2. Objetivos Especıficos

Al finalizar el desarrollo de la asignatura, los estudiantes del curso de Abastecimiento de Agua y Alcan-tarillado del departamento Academico de Ingenierıa Civil, estaran en la capacidad de:

Determinar especificaciones y bases de diseno para solucionar problemas relativos al dimensionamientode estructuras de captacion, conduccion, reserva y distribucion de agua potable a los diferentes usuarios.

Plantear la solucion a diferentes problemas existentes de infraestructura sanitaria en los campos desuministro de agua potable y sistemas de alcantarillado e identificar soluciones tecnicas a los mismos.

Dar a conocer metodologıas y criterios de diseno que se aplican en nuestro paıs para obtener proyectoseficientes.

4. PROGRAMA ANALITICO

Capıtulo 01: Perıodo de Diseno.

Semanas: 01Definicion, factores determinantes, seleccion del periodo de diseno: reglamentos, referencias.

Capıtulo 02: Poblacion de Diseno.

Semanas: 02Poblacion actual y futura, metodos para el calculo de la poblacion futura.

Capıtulo 03: Dotacion.

Semanas: 03Tipos de consumo de agua. Factores que afectan al consumo y la dotacion. Criterios para establecer ladotacion. Consumo promedio y variaciones del consumo e influencias sobre las diferentes partes del sistema.Demanda contra incendio. Reglamentos vigentes.

Capıtulo 04: Lıneas de Aduccion de Agua Potable.

Semanas: 04Criterios para el diseno. Cargas disponible. Gastos de diseno. Clases de tuberıas en funcion del materialrequerido. Estructuras complementarias en las lıneas de aduccion.

Capıtulo 05: Redes de Distribucion de Agua.

Semanas: 05Introduccion. Tipos de redes: tipo Ramificado, tipo mallado. Configuracion de la red de distribucion. Consi-deraciones para el diseno. Asignacion de los gastos en los tramos que constituyen las mallas: metodo de lasareas, metodo de reparticion media.

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Capıtulo 06: Solucion Numerica de Redes de Distribucion de Agua.

Semanas: 06Seleccion del tipo de distribucion. Seleccion de diametros y calculo de presiones: Metodo de Newton Raph-son, Metodo de la Teorıa Lineal, Metodo del Gradiente Hidraulico [16], Introduccion de los metodos dePerturbacion [2] y Elementos Finitos en Redes de Tuberıa [1].

Capıtulo 07: Reservorio de Almacenamiento de Agua

Semanas: 07Introduccion. Capacidad del reservorio: compensacion de variaciones horarias, reservas para emergencia porincendios. Ubicaciones del reservorio. Tipos de reservorios.

Capıtulo 08: Linea de Aduccion por Bombeo

Semanas: 08Introduccion. Lıneas de aduccion por bombeo, criterios para el diseno: caudal de diseno, seleccion del diame-tro, clases de tuberıas.

Primer Examen Parcial

Semanas: 09Evaluacion parcial numero 01, correspondiente hasta el Capıtulo 08

Capıtulo 09: Flujos no Permanentes en Redes de Agua Potable.

Semanas: 10Introduccion. Flujo no permanente en conductos cerrados. Ecuaciones basicas de flujo no permanente atraves de conductos. Ecuacion de continuidad y Ecuacion de momentum

Capıtulo 10: Solucion Numerica de Flujos No Permanentes de Agua Potable.

Semanas: 11Solucion por el metodo de las caracterısticas. Ecuaciones caracterısticas. Ecuaciones de diferencias finitas.Condiciones de borde. Aplicaciones al caso de redes cerradas.

Capıtulo 11: Sistema de Alcantarillado.

Semanas: 12Introduccion. Objetivos de un sistema de alcantarillado, partes de un sistema de alcantarillado, red dealcantarillado, sistemas de redes de alcantarillado, tipos de redes, principales caracterısticas. Aplicacion ysoluciones optimas mediante ordenadores.

Capıtulo 12: Solucion Numerica de Sistema de Alcantarillado.

Semanas: 13 y 14Introduccion. Objetivos de un sistema de alcantarillado, partes de un sistema de alcantarillado, red dealcantarillado, sistemas de redes de alcantarillado, tipos de redes, principales caracterısticas. Aplicacion ysoluciones optimas mediante ordenadores.

Visita Tecnica a Plantas de Tratamiento de Agua Potable y/o Alcantarillado.

Semanas: 15Trabajo domiciliario expuesto respecto a la visita de plantas de tratamiento

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Capıtulo 13: Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales.

Semanas: 16Introduccion. Aguas residuales domestica. Origen y tipos de aguas residuales domesticas. Constituyentes:Caracterısticas fısicas y quımicas. Destino de los constituyentes de las aguas residuales en el ambiente.Introduccion al analisis y diseno de procesos.

Segundo Examen Parcial

Semanas: 17Evaluacion parcial numero 02, correspondiente hasta el Capıtulo 13

5. FORMA DIDACTICA

El curso de Abastecimiento de agua y alcantarillado, dentro de la escuela academico profesional deIngenierıa Civil, tiene la finalidad de fomentar la participacion del alumno en el desarrollo del curso y lascrıticas constantes despues de cada explicacion. Las experiencias de aprendizaje, se desarrollaran presentadaspor los siguientes metodos activos:

Metodo basado en problemas, metodos de proyectos.

Discusion en pequenos grupos.

Estımulo a la participacion e investigacion.

6. RECURSOS Y MATERIALES

Se hara uso de los siguientes equipos y medios:Proyector con computadora.Lenguajes de Programacion: Matlab, Mathcad y C++.Programas informaticos:

EPANET, WATERCAD, MIKNET : Programas para el calculo de distribucion de redes abiertas ycerradas (mixtas). Metodo de Gradiente Hidraulico. Autores: EPA, HAESTAD y BOSS INTERNA-TIONAL respectivamente.

RED I : Calculo de Redes de Aduccion mediante metodos matriciales. Autor: Ivan Arturo Ayala Bizarro.

IMPULSE : Simulacion de Redes de agua potable con fenomenos transitorios. Autor: AFT

WATERHAMMER : Simulacion de Redes de agua potable con fenomenos transitorios. Autor: HAES-TAD.

SEWERCAD : Programa para diseno de sistemas de alcantarillado. Autor: HAESTAD.

Programas personalizados (Python, C++) Autor. Ing. Ivan Arturo Ayala Bizarro, UNSCH.

7. SISTEMA DE EVALUACION

El estudiante tendra que demostrar suficiencia en el asignatura, para el cual sera necesario obtener unanota mınima y se tendra en cuenta:

Las evaluaciones parciales se tomaran de acuerdo a lo establecido en el programa analıtico. En totalse rendiran dos evaluaciones parciales.

Se considerara el promedio de los Trabajos encargados.

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Se tomara en cuenta la asistencia a clases y las participaciones.

El promedio final estara establecido mediante:

PP1 =4(EP ) + 3(PPC) + 2(PT ) + A

10

PP2 =4(EP ) + 3(PPC) + 2(PT ) + A

10

Pf =PP1 + PP2

2

Donde: EP Examen Parcial, PPC Promedio de Practicas Calificadas, PT promedio de trabajos, ACalificacion de las actitudes del alumno en referencia al curso, PP1 promedio de parciales del primerbimestre, PP2 promedio de parciales del segundo bimestre y Pf promedio final.

La evaluacion de las practicas calificadas se realizara previa coordinacion en los horarios de clase.

Referencias

[1] W.H. Shayya R. H. Mohtar, V. F. Bralts. A finite element model for the analysis and optimization ofpipe networks. American Society of Agrilcutural Engineers, 30(2):393–401, March - April 1991.

[2] H.A. Basha and B.G. Kassab. Analysis of water distribution systems using a perturbation method.Elsevier Appl. Math. Modelling, 20:290–297, April 1996.

[3] Gary Z. Watters Bruce E. Larock, Roland W. Jeppson. Hydraulics of Pipeline Systems. CRC Press,2000.

[4] M. Hanif Chaudhry. Applied Hydraulic Transient. Litton Educational Publishing, Inc, 1979.

[5] Mackenzie L. Davis. Water and Wasterwater Engineering, design principles and practice. McGraw Hill,2010.

[6] Willi H. Hager. Wastewater Hydraulics, theory and practice. Springer NY Second Edition, 2010.

[7] D. Goricanec J. Krope, D. Dobersek. Flow pressure analysis of pipe networks with linear theory method.WSEAS/IASME International Conference on Fluid Mechanics, Miami, Florida, USA, 01:59–62, 2006.

[8] Shurn Dar Lin. Water and Wastewater Calculations manual. McGraw Hill Companies, 2007.

[9] Duncan A. McInnis David H. Axworthy. Mohamed S. Ghidaoui, Ming Zhao. A review of water hammertheory and practice. Applied Mechanics Reviews, 58:49–76, January 2005.

[10] Lindell E. Ormsbee. The history of water distribution network analysis: The computer age. Technicalreport, ASCE Water Distribution Systems Analysis Symposium, 2006.

[11] Ashok K. Sharma Prabhata K. Swamee. Design Water Supply Pipe Network. Wiley - Interscience, 2008.

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[13] Simon Arocha Ravelo. Abastecimiento de Agua, teorıa y diseno. Ediciones Vega, 1980.

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[15] Repindex. Uso de Aguas Residuales. CEPIS, 1996.

[16] Juan Saldarriaga. Hidraulica de Tuberıas. Mc Graw Hill, 1998.

[17] B.B. Sharp D. B. Sharp. Water Hammer Practical Solutions. Butterworth-Heinemann, First published,1996.

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[18] V. L. Streeter. Mecanica de Fluidos. Mc Graw Hill, 1998.

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