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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO
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
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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
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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
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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
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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
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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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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
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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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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
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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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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
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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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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
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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
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
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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
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
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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
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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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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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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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
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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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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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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
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
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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
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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 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
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ndash Secciones de viacuteas indicaacutendose la ubicacioacuten de las tuberiacuteas
350 CALCULO HIDRAULICO
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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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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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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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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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1 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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Precipitacioacuten
Infiltracioacuten en el suelo
Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
Regresa a la atmoacutesfera
Derivan
Extraen
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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
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Estudia las aguas naturales
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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
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Se inicia con la evaporacioacuten de las aguas de los oceacuteanos y superficies libres de agua
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Precipitacioacuten
Infiltracioacuten en el suelo
Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
Regresa a la atmoacutesfera
Derivan
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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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Estudia el sistema atmosfeacuterico
122 OCEANOGRAFIA
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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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Nubes
Precipitacioacuten
Infiltracioacuten en el suelo
Escorrentiacutea superficial y subterraacutenea
Regresa a la atmoacutesfera
Derivan
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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
EA P INGENIERIA CIVIL ING EDGAR G SPARROW ALAMO
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
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