Informe - Sistema de Agua Potable

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Redes de distribución.
Consideraciones de trazado de la red.
Cantidad de diseño.
Caudal de diseño.
Calculo de caudales en los nudos.
Programa LOOP

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Informe - Sistema de Agua Potable

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE ING. CIVILCICLO DE ESTUDIOS:VIIICURSO:ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADODOCENTE:ING. Edgar Sparrow AlamoINFORME:SISTEMA DE AGUA POTABLEINTEGRANTES : CAMPOS GUERRA CARLOS CUEVA BUSTOS EDWARD SANCHEZ NEGLIA DENIS RAMÍREZ GIRALDO JESÚSNVO. CHIMBOTE, DICIEMBRE2012
  2. 2. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoINTRODUCCIÓNEl sistema de distribución de agua (o sistema de "retícula") sirve para conducir el aguaextraída desde la fuente y tratada cuando fuera necesario, hasta el punto en donde se laentrega a los usuarios. Para abastecimientos de agua a pequeñas comunidades, se debemantener la simplicidad del sistema de distribución y de cualquier provisión para elalmacenamiento de agua (por ejemplo, reservorio de servicio), Aun así, puede representaruna inversión sustancial de capital y se debe hacer el diseño en forma adecuada.Par lo general, el sistema de distribución de un abastecimiento de agua a pequeñascomunidades está diseñado para satisfacer los requerimientos domésticos y otrosrequerimientos residenciales de agua. También se puede proveer para el abrevadero delganado y agua para irrigación de huertos.La demanda de agua de una comunidad varía considerablemente en el curso de un día. Elconsumo de agua es más elevado durante las harás en que se la usa para la higienepersonal y la limpieza y cuando se realiza la preparación de alimentos y el lavado de laropa. Durante la noche, el uso del agua será el más bajo.Los reservorios de servicio sirven para acumular y almacenar agua durante la noche de talforma que se puede abastecer de agua durante las horas de demanda elevada en el día.Es necesario mantener una presión suficiente en el sistema de distribución con el fin deprotegerlo contra la contaminación por el ingreso de agua contaminada de filtración. Paralos abastecimientos a pequeñas comunidades, en la mayoría de los casos, una presiónmínima de 6 m de carga de agua serla la adecuada.
  3. 3. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoOBJETIVOSObjetivo general- Diseñar el sistema de distribución de agua potable para el A.H. Vista Alegre y LaMolina.Objetivos específicos- Hacer cumplir ciertos requisitos técnicos y económicos más favorables para usuariosdel sistema.- Hallar el volumen mínimo del reservorio.- Verificar en el sistema que se cumpla las velocidades y presiones admisibles según elR.N.E.
  4. 4. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoMARCO TEÓRICOREDES DE DISTRIBUCIÓN.-Es el conjunto de tuberías y accesorios destinados a conducir las aguas a todos y cada unade los usuarios a través de las calles.Pueden identificarse sus componentes como:A) REDES MATRICES.- Las tuberías principales que conforman circuitos cerrados paraestablecer un flujo uniforme del agua hacia todo el sistema.B) REDES DE RELLENOS.- Tuberías complementarias, tributaria de las anteriores,que llevan el agua hasta las conexiones domiciliarías de los usuarios.C) ACCESORIOS.- Conformados por unidades de empalme, válvulas de aislamiento,grifos contra incendio y conexiones domiciliarías, ocasionalmente válvulasreguladoras de presión y/o controladores de flujo.ALGUNAS CONSIDERACIONES EN EL TRAZADO DE LA REDEl Reglamento Nacional de Construcciones indica lo siguiente: En las calles de 30 m. De ancho o menos, se proyectará una línea de agua potable aun lado de la calzada y de ser posible en el lado de mayor altura, al menos que sejustifique la instalación de dos líneas paralelas. En las calles y avenidas de 15 m. de ancho se proyectará a cada lado de la calzadauna línea, salvo el caso que se justifique la instalación de una sola línea. La distancia entre línea de propiedad y el plano vertical tangente al tubo no serámenor de 2.50 m. La red de distribución deberá estar previstas de válvulas de interrupción encantidad y distribución tal que permitan aislar sectores de redes no mayores de 500m. de longitud. En lo posible deberá hacerse una distribución simétrica de las válvulas y deberánubicarse en la prolongación de las líneas de propiedad. Además deberá utilizarse lamínima cantidad de válvulas para el cierre de circuitos.
  5. 5. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow Álamo Los hidratantes contra incendio se ubicará de forma tal que la distancia entre ellosno sea mayor de 100 m. y se instalen de preferencia tubería de 100 mm. dediámetro o mayores.ESPECIFICACIONES DEL DISEÑO:CANTIDAD DE DISEÑO.-Para poder atender a la población el caudal de diseño serácalculada y verificada por la demanda máxima, utilizando el criterio del gasto coincidentetal como lo indica el Reglamento Nacional de Construcciones que al respecto dice:Para poblaciones que se considere servicios contra incendio se utilizará la cifra que resultemayor de la comparación entre: Caudal correspondiente al máximo anual de la demanda más demanda contraincendio (Qmd + Qci). Caudal correspondiente al máximo anual de la demanda horaria (Qmh).En el presente trabajo se ha considerado un siniestro en cualquier punto de la zona enestudio por lo tanto el caudal de diseño será:Qd = Qmd + Qci Apuntes en claseDotaciónHasta 10 000 hab 150 lt/hab/día10 000 - 50 000 hab 150 – 200 lt/hab/día50 000 - 200 000 hab 200 – 250 lt/hab/día200 000 - 350 000 hab 250 – 350 lt/hab/día350 000 - mas hab 350 lt/hab/día100 - 1 000 hab 60 – 80 lt/hab/día1 000 - 1 500 hab 80 – 100 lt/hab/día1 500 - 2 000 hab 100 – 150 lt/hab/díaUrbana > 2 000 habRural < 2 000 hab
  6. 6. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoCaudal de diseño• Caudal Promedio: Es el caudal correspondiente al promedio de los caudales diariosutilizados por una población determinada, dentro de una serie de valores medidos. Envirtud de la insuficiencia de datos medidos este el caudal medio diario se obtiene de larelación de la dotación necesaria y el parámetro de la población total.Ó• Caudal Máximo Diario: Es el caudal máximo correspondiente al día de máximo consumode la serie de datos medidos, de igual manera en ausencia de datos este igual se consiguemediante la aplicación de un coeficiente de variación diaria.Pero se recomienda 1.3 para la población urbana• Caudal Máximo Horario: Es el caudal correspondiente a la hora de máximo consumo en eldía de máximo consumo y se obtiene a partir del caudal medio y un coeficiente devariación horariaTIPO DE TUBERÍA:Las tuberías son elementos importantes para el sistema, por ello la selección del materialdebe hacerse atendiendo a diversos factores que permitan lograr el mejor diseño. Elacontecimiento del material implica su posibilidad de utilización de acuerdo a suspropiedades y a los riesgos que se soportaría.K1Urbano1.3 –1.8Rural1.2 –1.5HAB. K22000 – 10 000 2.510 000 - mas 1.8
  7. 7. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoUn diseño ventajoso es aquel que logra la utilización del material apropiado, aprovechandoal máximo sus características.El R.N.C. estipula que de usarse la formula de HAZEN Y WILLIANS para el diseño de red dedistribución se tendría en cuenta los coeficientes de flujo que se establecen en el siguientecuadro de acuerdo al tipo de tubería.COEFICIENTES DE FRICCIÓN “C” EN LA FORMULA DE HAZEN Y WILLIANTIPO DE TUBERÍA CAsbesto – cemento 140Policloruro de Vinilo (PVC) 140Acero sin costura 120Acero soldado en aspiral 100Fierro fundido 100Fierro galvanizado 100Concreto 110Plástico (PVC) 140Siendo la tubería un elemento sujeto a soportar presiones internas, hidrostáticas ehidrodinámicas, resulta conveniente clasificar las distintas clases de tuberías en función dela presión de trabajo.De acuerdo al material empleando en su fabricación, las tuberías frecuentemente utilizadaspara la construcción de sistemas de abastecimiento de agua son:a) Tuberías de Asbesto – Cemento.b) Tubería de Policloruro de Vinilo (P.V.C.)
  8. 8. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow Álamoa) Las Tuberías de Asbesto–Cemento.-Presentan interiormente una superficie muy lisa lo cual permite usar coeficientes derugosidad menores y consecuentemente mayor capacidad de transporte.Por otra parte es un material inerte a la corrosión por lo cual su utilización no se veafectada por la calidad del agua.Hay que tener en cuenta que se trata de tuberías pesadas y a la vez frágilesdebiendo tener mucho cuidado en su manipulación (carga, descarga, colocación ytransporte), por lo que en situaciones de acceso difícil para el trazado de una línease imponen costos de transportes e instalaciones muy elevadas.b) Tubería de Poli Cloruro de Vinilo (P.V.C.).-Las tuberías de material plástico al igual que la de asbesto – Cemento es un materialinerte a la corrosión y presenta interiormente una superficie muy lisa. Sin embargoes resaltante la característica más importante que es su considerable menor pesorespecto a cualquier otra; lo cual reduce enormemente los costos de transporte einstalación cuando existen situaciones de acceso difícil.Cabe resaltar que la experiencia en la utilización de tuberías plásticas en losabastecimientos de agua es muy reciente y solo se refiere a la tubería de P.V.C. endiámetros pequeños.De acuerdo al análisis de la información adquirida y por la topografía del terreno seha optado por la tubería de ASBESTO – CEMENTO, con un coeficiente de fricción deC 140.PRESIONES DE SERVICIO.-El R.N.C. nos dice que las presiones máximas y mínimas en la red de distribuciónserán de 50 y 15 mca respectivamente en casos debidamente justificados.Es importante seleccionar la presión mínima teniendo en cuenta las alturas de lasedificaciones que serán servidas. El ing. Bernardo Gómez nos presenta una formula
  9. 9. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow Álamoempírica que nos permite determinar las presiones mínimas de acuerdo al n° depisos de las edificaciones servidas.Donde:P = Presión mínima (m)N = Número de pisosConsiderando edificaciones de dos pisos, para el presente trabajo se considera unapresión mínima de 15 m.c.a. y una presión máxima de 75 m.c.a. por trabajar conuna tubería de clase 7.5ESTIMULACIÓN DE DIÁMETRO.-Una vez especificado o asignado los caudales a circular por cada tramo se adoptaráalgunos valores referenciales de diámetros, en función de las velocidadesreglamentarias y caudales.Se recomienda los siguientes valores.DIÁMETRO V = 0.60 m/s V = 1.1 m/s V = 1.8 m/s4’’6’’8’’10’’12’’14’’16’’4.8610.9219.4430.4243.7459.9877.828.9220.0735.6755.7480.26109.25142.6914.5832.7658.3291.26131.74178.74233.46VELOCIDAD DE DISEÑO.-Las velocidades no deben ser mayores de 3 m/s, porque producirían deterioro en lared, ni menores de 0.60 m/s porque producirían sedimentación en la tuberías.Calculo Hidráulico de la Red de DistribuciónP = 1.2 ( 3N + 6 )
  10. 10. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow Álamo5.3.1. Diseño de la red de Abastecimiento de Agua Potable.-El cálculo de la red de distribución de agua potable se realizará encuenta a los siguientes criterios:a) Caudal de Diseño.-De acuerdo con el Reglamento Nacional de Construccionespara calcular las tuberías que trabajan a presión se debe a laformula HAZEN Y WILLIANS con los siguientes coeficientes derugosidad y de devoluciones (mts / seg).MATERIAL C Vmin VmaxFierro fundidoConcretoAceroAsbesto cemento y PVC1001101201400.60.60.60.65355Asimismo recordamos que para seleccionar la dotación sedebe tener cuenta la siguiente tabla que relaciona lasvariables de CLIMA (templado) y POBLACIÓN (11850 hab)POBLACIÓNHab.FRIOCLIMATEMPLADO-CALIDODe 2000 a 10000De 10000 a 50000Más de 50000120150200150200250
  11. 11. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoBASE DE DATOS PARA CÁLCLO DE CAUDALES EN LOS NUDOSNUDO COTA TERRENO # LOTESPOBLACIÓNDE DISEÑO(hab)CAUDAL PROMEDIO(lt/seg)CAUDALQmdCAUDALQmh1 48.36 - - - - -2 28.42 7 49 0.085 0.111 0.2133 27.87 14 98 0.170 0.221 0.4254 27.52 10 70 0.122 0.158 0.3045 26.73 14 98 0.170 0.221 0.4256 26.13 10 70 0.122 0.158 0.3047 25.67 14 98 0.170 0.221 0.4258 25.38 7 49 0.085 0.111 0.2139 27.10 22 154 0.267 0.348 0.66810 26.33 28 196 0.340 0.442 0.85111 25.59 22 154 0.267 0.348 0.66812 27.91 13 91 0.158 0.205 0.39513 27.35 26 182 0.316 0.411 0.79014 26.74 18 126 0.219 0.284 0.54715 26.25 14 98 0.170 0.221 0.42516 25.87 7 49 0.085 0.111 0.21317 25.38 13 91 0.158 0.205 0.39518 24.99 18 126 0.219 0.284 0.54719 24.64 26 182 0.316 0.411 0.79020 24.29 13 91 0.158 0.205 0.39521 27.21 12 84 0.146 0.190 0.36522 26.68 24 168 0.292 0.379 0.72923 26.17 24 168 0.292 0.379 0.72924 25.83 13 91 0.158 0.205 0.39525 25.04 12 84 0.146 0.190 0.36526 24.53 24 168 0.292 0.379 0.72927 23.89 24 168 0.292 0.379 0.72928 23.51 12 84 0.146 0.190 0.36529 25.57 16 112 0.194 0.253 0.48630 24.86 15 105 0.182 0.237 0.456Densidad poblacional 7 hab. / loteK1 1.3K2 2.5Número de lotes 553 lotesZona UrbanaDotación 150 Lt/hab/día
  12. 12. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoNUDO COTA TERRENO # LOTESPOBLACIÓNDE DISEÑO(hab)CAUDAL PROMEDIO(lt/seg)CAUDALQmdCAUDALQmh31 26.45 6 42 0.073 0.095 0.18232 26.06 12 84 0.146 0.190 0.36533 25.68 12 84 0.146 0.190 0.36534 25.28 11 77 0.134 0.174 0.33435 24.40 10 70 0.122 0.158 0.30436 23.82 12 84 0.146 0.190 0.36537 23.34 12 84 0.146 0.190 0.36538 22.88 6 42 0.073 0.095 0.1823871 6.72049 8.737 16.801Hallamos las cotas piezométricas:TRAMO DE NUDO A NUDOLONGITUD(m)DIAMETRO(mm)1 1 2 500.00 3002 2 3 48.31 1003 3 4 49.50 1004 4 5 101.00 1005 5 6 101.00 1006 6 7 51.00 1007 7 8 49.50 1008 2 12 97.51 1009 3 13 97.50 10010 4 9 48.11 10011 5 10 48.11 10012 6 11 48.11 10013 7 19 97.50 10014 8 20 97.50 10015 9 10 101.00 10016 10 11 101.00 10017 9 14 49.39 10018 10 16 49.39 10019 11 18 49.39 100
  13. 13. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoTRAMO DE NUDO A NUDOLONGITUD(m)DIAMETRO(mm)20 12 13 48.31 10021 13 14 49.50 10022 14 15 49.39 10023 15 16 51.61 10024 16 17 51.39 10025 17 18 49.61 10026 18 19 51.00 10027 19 20 49.50 10028 12 21 88.00 10029 13 22 88.00 10030 14 23 88.00 10031 15 24 88.00 10032 17 25 88.00 10033 18 26 88.00 10034 19 27 88.00 10035 20 28 88.00 10036 21 22 48.31 10037 22 23 49.50 10038 23 24 49.39 10039 24 25 103.00 10040 25 26 49.61 10041 26 27 51.00 10042 27 28 49.50 10043 24 29 38.67 10044 25 30 38.67 10045 29 30 103.00 10046 21 31 86.89 10047 22 32 86.89 10048 23 33 86.89 10049 29 34 48.22 10050 30 35 48.22 10051 26 36 86.89 10052 27 37 86.89 10053 28 38 86.89 10054 31 32 48.31 10055 32 33 49.50 10056 33 34 49.39 10057 34 35 103.00 10058 35 36 49.61 10059 36 37 51.00 10060 37 38 49.50 100
  14. 14. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoRESULTADOS DEL PROGRAMA LOOPNUDOCOTATERRENOCOTAPIEZOMET.PRESIÓNMca1 48.36 48.51 0.152 28.42 48.61 20.193 27.87 49.36 21.494 27.52 49.65 22.135 26.73 49.79 23.066 26.13 49.83 23.77 25.67 49.85 24.188 25.38 49.85 24.479 27.1 49.72 22.6210 26.33 49.8 23.4711 25.59 49.83 24.2412 27.91 49.48 21.5713 27.35 59.59 32.2414 26.74 49.72 22.9815 26.25 49.78 23.5316 25.87 49.8 23.9317 25.38 49.83 24.4518 24.99 49.84 24.8519 24.64 49.85 25.2120 24.29 49.85 25.5621 27.21 49.67 22.4622 26.68 49.69 23.0123 26.17 49.75 23.5824 25.83 49.79 23.9625 25.04 49.82 24.7826 24.53 49.84 25.3127 23.89 49.85 25.9628 23.51 49.85 26.3429 25.57 49.8 24.2330 24.86 49.82 24.9631 26.45 49.7 23.2532 26.06 49.72 23.6633 25.68 49.75 24.0734 25.28 49.79 24.5135 24.4 49.82 25.4236 23.82 49.84 26.0237 23.34 49.85 26.5138 22.88 49.85 26.97
  15. 15. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoTipo de Tubería y accesorio.-El tipo de tubería a emplear para éste proyecto será de PVC, clase 10. Se empelaranVálvulas Extractoras de Aire (cuando es caso lo requiera) en cada punto alto de las líneas dedistribución.Se emplearan Válvulas de Purga en los puntos más bajos de la tubería, éstas sedimensionarán de acuerdo a la velocidad de drenaje, siendo recomendable que el diámetrode la válvula sea menor que el diámetro de la tubería (RNC : 3-II-IV-1,3-b).b) Presiones.-Las presiones a someter la tubería será a las normas constructivas que emplean losfabricantes de las tuberías, siendo parámetros rígidos establecidos en el RNC que estas seencuentran entre los siguientes rangos operativos como mínimo.Presión Mínima = 15 mca.Presión Máxima = 50 mca.c) Sistemas de Distribución.-La red se encuentra dividida en tres partes básicas (RNC: 3-II-V-I):Líneas de alimentación.Tuberías Troncal.Tuberías de Servicio.Línea de Alimentación.-Constituida por el tramo de tubería que va desde el Reservorio hasta la zona de servicio. Ennuestro caso ésta tubería tiene una longitud de 1000 mts y un diámetro de 10’’.Tuberías Troncal.-Conforman la red principal de distribución debiendo en lo posible formar circuitoscerrados.Tuberías de Servicio.-Son aquellas que se encuentran conectadas a los troncales y dan servicio a los predios,conformando la malla del sistema de distribución.
  16. 16. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoEl diámetro mínimo de tubería de servicio será de 75 mm en condiciones “normales”, encondiciones “precarias” se podrá considerar un diámetro de 50 mm.5.3.4 Cálculo de las Tuberías Troncales:Para el cálculo de la tuberías se empleará el Método de Cross, mediante lautilización del programa "Loop" que a continuación detallamos.Para comenzar éste cálculo se debe observar que la red se encuentre conformadapor circuitos cerrados, se debe principiar por el cálculo del Área Tributaria de cadatramo de la red que viene a ser el área de influencia del tramo de la tubería parauna determinada superficie de terreno, se empleará el Método de la Bisectriz decada uno de los ángulos determinados en los nudos de la red.CÁLCULO HIDRÁULICO RED EN MALLAExiste diferentes métodos para el cálculo hidráulico de un Sistema de Abastecimiento deAgua, los cuales son particularmente útiles para el proceso de cálculo; pero por considerarque su aplicación generalizada casi ha descartado a otros emplearemos el método deHardy Cross. Este método de cálculo suponen que se han seleccionado previamente loscaudales iniciales y los diámetros en los diferentes tramos de la red, es evidente que ellaimplica a la selección de datos que podría conducirnos a infinitas soluciones satisfaciendolas condiciones preestablecidas. Para la solución más convincente privarán criterios másque métodos que nos inducirían a ella.CALCULO HIDRÁULICOExisten diferentes métodos para el cálculo hidráulico de un Sistema de Abastecimiento deAgua, los cuales son particularmente útiles para el proceso decálculo. Pero al igual que otros problemas de ingeniería, la utilización de las computadorasha encontrado la aplicación práctica que permite la realización de los cálculos con granrapidez y despreciables posibilidades de error.
  17. 17. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoA la fecha en base al tradicional método desarrollado por Hardy - Cross, por considerar quesu aplicación generalizada casi ha descartado a otros, existen programas como el Loop delBanco Mundial para el Cálculo de Redes, siendo uno de los más avanzados en éste tema. Elcálculo Hidráulico de la Red planteada se realizará por dicho método.PROGRAMA LOOPEl Loop simula las características hidráulicas de un circuito cerrado de redes de distribuciónde agua . Hasta con el ingreso de 15 nudos de entradas conociéndose ya sea la elevacióndel terreno o el flujo de entrada del nudo a la red (generalmente del terreno o el flujo deentrada del nudo a la red (generalmente reservorios).La red se caracteriza por tramos de tuberías y nudos (son los puntos de salida de demanday unión de tramos de tuberías.Los datos requeridos para la ejecución del Loop incluye la descripción de los elementos dela red, tal como longitud de tuberías, diámetros, coeficientes de fricción, demandas, yelevación del terreno en los nudos y descripción de la geometría de la red.El Loop utiliza el algoritmo de HARDY -CROSS para determinar las correcciones de flujo, queson asumidos inicialmente en los tramos de las tuberías. La corrección del flujo se basa enel concepto de mantenimiento de continuidad del flujo en cada nudo, Siendo la suma delas pérdidas de carga hidráulica en cada circuito cerrado de igual a cero. Una vez que losflujos son directamente, las elevaciones o cotas de nivel de agua en cada nudo soncalculados.La ocasión de Hazen y Willians es usado en éste programa para calcular pérdidas de cargas.a) Preparación del Esquema Hidráulicoa.1) Determinación de los Circuitos de la Red.Normalmente, se consideran las tuberías matrices o troncales principales y alas que sirvan a las que sirvan a las zonas más densas y críticasa.2) Numeración de Nudos:
  18. 18. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoLa fuente aductora que puede ser un pozo, un reservorio o un punto deempalme a una tubería de aducción, llevará números que terminen en ceros,a efectos de distinguirlos de los nudos.Los demás nudos se numeraran correlativamente partiendo del número "1"que es el punto de ingreso a la Red. Deberá tomarse siempre debe tener unnudo anterior ya numerado.a.3) Numeración de Tramos:El tramo Nº 1 es el que está comprendiendo entre la fuente y el punto deingreso; para numerar los demás tramos se supone un sentido para el flujo yse enumera secuencialmente, teniendo en cuenta que siempre debe existirun tramo anterior ya numerado.a.4) Determinación del Caudal de Consumo en el Tramo (Qc).Se puede determinar de dos formas, una de ellas es dividiendo el caudal deingreso entre a longitud total y obtendremos como resultado un caudalunitario longitudinal (L.P.S. / ML.), si multiplicamos el caudal unitario por lalongitud del tramo, encontraremos el caudal de consumo en el tramo; la otraforma es considerando el área de influencia correspondiente a cada tramo,empleando el método de la bisectriz.La sumatoria de caudales de todos los tramos deberá ser igual al caudal deingreso en el nudo.a.5) Caudales de Salida en el Nudo (Qs)El caudal de salida es igual a la sumatoria de los caudales de los tramos queingresan al nudo.a.6) Cotas Topográficas de NudosEn el esquema hidráulico deberá indicarse las cotas topográficas para cadanudo, además de diámetros y longitudes en cada tramo.b) Ordenamiento de Datos para el Programa y Resultados:
  19. 19. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow Álamob.1) Con los datos del inventario y del esquema hidráulico, se elaborará, loscuadros que determinan los caudales, los diámetros y las pérdidas de carga.b.2) Evaluando las presiones en la Red Troncal:. De Hardy Cross obtenemos los caudales , y hf.. Del análisis de la tubería de Aducción la cota de la línea estática en elpunto de ingreso. Para dicha evaluación tabulamos del sgte.modo:. PD = Presión dinámica = PE - CP. PE = Presión estática :. CP = Cota piezometrico :CONCLUSIONES La presión máxima es de 32.24 m. y la presión mínima 20.19 m las cuales sonadecuadas según RNE que indica debe estar entre 10 y 50 m.c.a. Los diámetros de tubería utilizar son de 300 mm para la línea de aducción y de 100mm para la red de distribución. Todos estos valores han sido obtenidos por el programa Loop versión 4.RECOMENDACIONES Las velocidades en algunos tramos arrojaron mínimas debido a que el caudal quepasan por las tuberías son mínimas ya que la población es pequeña. Lo que debe cuidar siempre en una red de agua es que se cumpla que laspresiones se encuentren dentro de lo admisible que en nuestro caso se da.
  20. 20. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoBIBLIOGRAFIA http://www.buenastareas.com/join.php http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_abastecimiento_de_agua_potable http://www.ingenieroambiental.com/?pagina=840 Hidráulica de Tuberías: Abastecimiento de agua, red APUNTES EN CLASE
  21. 21. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Abastecimiento de Agua y AlcantarilladoFACULTAD DE INGENIERÍA Tema: Sistema de agua potableE.A.P. ING. CIVIL II UnidadIng. Edgard Sparrow ÁlamoANEXOS

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