abastecimiento de agua, redes de distribución

ABASTECIMIENTO DE AGUAREDES DE DISTRIBUCIÓN.

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ASPECTOS GENERALES

Una red de distribución está compuesta por un conjunto de tuberías tendidas en las caminos y calles, dispuestas generalmente en forma de una red.

Funciones:

Suministrar un caudal para satisfacer la demanda de la población al final del período de diseño.

Mantener presiones dentro de un rango de valores previamente establecidos, que garanticen el abastecimiento a los domicilios.

Conducir el agua requerida por los hidrantes para el combate de incendios


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ASPECTOS GENERALES

Una red de distribución debe ser estanca, no permitir la posibilidad de contaminación del agua.


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DESARROLLO DEL PROYECTO

A. Elementos necesarios:1. Levantamiento topográfico.

1. Perímetro urbano;2. Vías existentes y proyectadas, tipo de pavimento.3. Áreas de desarrollo futuro –según planificación.4. Áreas con desarrollo futuro evidente.5. Ubicar los puntos de mayor consumo-industrias, comercios;

instituciones.

2. Plano del sistema existente.

B. Actividades:1. Definición del caudal de diseño:2. Delimitación del área a ser servida;3. Delimitación de zonas de presión y ubicación de reservas.4. Análisis del sistema existente.


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DESARROLLO DEL PROYECTO

B. Actividades:5. Trazado de conductos principales y secundarios.6. Dimensionamiento de la red.7. Definición de los accesorios necesarios –para la

operación y mantenimiento de la red.8. Definición de etapas de ejecución;9. Especificaciones ´técnicas, presupuesto, memoria

técnica, planos, etc.


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CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO

CAUDAL DE DISEÑO:Deberá tomarse el mayor de:1.Consumo máximo horario;2.Consumo máximo diario + incendioPRESIONES DE SERVICIO.Dependiendo de la normativa. Se aconseja mantener presiones no mayores a los 40 mca y mayores a los 10 mca. Dependiendo de la extensión del área afectada se puede variar estos rangos.


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VELOCIDADES.Velocidad mínima: Se recomienda una velocidad de auto-limpieza entre 0,6

y 0,9 m/s; velocidades entre 0,5 y 0,8 m/s remueven depósitos sueltos y cohesivos.

En Colombia mayor a 0,5 m/s (QMH al inicio del periodo); en Inglaterra, la velocidad mínima es función del diámetro de la tubería; para D= 50 mm, V= 0,70 m/s; D= 200 mm V = 1,3 m/s.

Velocidad máxima: no mayor a 1,5 m/s.


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TRAZADO DE LA RED.Trazado de la red y tipos de red; -atendiendo a su forma-

obedece a la distribución física de la población.Red ramificada o abierta . un ramal troncal y una serie de ramificaciones – aparecen en poblaciones que se desarrollan a lo largo de una vía. Una desventaja es que, ante la falla de alguna de las tuberías, se tendrá que dejar sin servicio a todos los usuarios ubicados aguas abajo de la rotura.Red tipo malla o cerrada. – las tuberías forman mallas. Es la más conveniente y se debe tratar de lograrlo. Hay variaciones desde el punto de vista operacional y de mantenimiento. En estas redes, ante la posible rotura de alguna de sus tuberías, se afecta a menor cantidad de usuarios, al establecerse rutas alternas al flujo a través de las mallas que conforman a la red


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Redes con mallas externas y redes con mallas internas: dependiendo de las posibilidades de crecimiento de la ciudad o zona; desarrollo periférico (baja densidad) o desarrollo en altura (alta densidad)


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Por factores topográficos, las presiones en las redes son muy altas, entonces, dividir la red en varias zonas de presión.


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Ejemplo Propuesto 1

En la figura 7 se tiene una red abierta, con sus respectivas longitudes de tubería y cota de cada nudo, la dotación es de 140 l/hab/día, la población es de 10000 habitantes. Se pide calcular las alturas piezométricas y la carga disponible de toda la red, tomando en cuenta que la presión mínima de cada nudo será de 15 m.c.a.

Ejemplo Propuesto 2

Del ejemplo propuesto 1, considérese la figura 7 para el diseño de una red abierta, la dotación es de 150 l/hab/día, el coeficiente de variación diaria (K )1 ) 1.5 y el coeficiente de variación horaria (K 2 ) 1.8; si la población proyectada es de 12000 habitantes. Calcular la asignación de los caudales en los nudos de la red.


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DISPOSICIÓN DE LAS VÁLVULAS.Para operar y mantener reduciendo el tiempo y el número de la población afectada.PERIODO DE DISEÑODefinido en función del crecimiento, desarrollo y distribución de la población; posibilidad de ampliación. 15- 20 añosDIMENSIONAMIENTOEn la red abierta, el cálculo es más sencillo, se limita al cálculo de las pérdidas en cada tramo y obtener obtener los valores de Piezométrica y Presión en cada Nodo de ella

En las redes cerradas, es necesario realizar el balance de los caudales en las tuberías. Dada la relativa complejidad en la forma en que se realiza la distribución, razón por la cual es necesario recurrir a métodos iterativos como el Método de Cross, para su resolución.


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CAUDALES:Para las áreas cuyo desarrollo no está definido, considerar consumos globales, atendidos a partir de derivaciones.Ubicar los consumidores especiales y determinar sus consumos.

DELIMITACIÓN DE ZONAS DE PRESIÓN.La red deberá dividirse en tantas zonas de presión como sean necesarias para cumplir la norma.Se podrá aceptar áreas con mayores presiones –hasta 60 mca- si su extensión no sobrepasa del 10% del total; áreas con presiones menores a 15 mca, no menores a 10 mca, si su extensión no es mayor a 10% del área.


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TRAZADO DE LA RED PRINCIPALY SECUNDARIA.La configuración de la red mediante la red principal debe atender al tipo de crecimiento y las limitaciones físicas, mallas internas o mallas externas, cercana a los consumidores especiales.Ubicar en vías públicas buscando formar circuitos cerrados.La red secundaria formando malla, pudiendo o no estar unidos en los cruces.Junto a la tubería de 300 mm o más debe estar otra tubería de menor diámetro para la distribución.Al sur y al este de las víasEn vías anchas colocar en ambos lados. El área externa semejante al área interna.Distancia entre la red principal 250 m


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HIDRANTESFunción principal:Contar con un punto de acceso a la red que disponga de mayores caudales para el combate de incendios; y, Alternativamente:

Para extracción de aire de las tuberías, El lavado de las tuberías; y, Obtener volúmenes de agua necesarios para otros

fines (lavado de alcantarillados; vías, riego de parques)Ubicar los puntos – en consulta al Cuerpo de Bomberos- o en función de las áreas con mayores riesgos y daños: comerciales/industriales/edificios públicos o edificios que necesitan cuidado.


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HIDRANTES…Según Hernández, en un 90% de los casos fueron suficientes caudales de 13,5 l/s por dos horas, con presiones entre 2 y 2,5 kg/cm2. Entonces, se recomienda de 10 l/s para áreas residenciales y de 20 l/s en áreas comerciales/industriales( edificios públicos).Los hidrantes deben conectarse a tubería de diámetro mínimo de 150 mm, con un diámetro de entrada de 100 mm.Se conectarán siempre a la red principal.

Tipo de hidrante

Caudal color

AA 95 l/s Azul Claro

A De 63 a 95 l/s Verde

B De 32 a 63 l/s Anaranjado

C Menor a 32 l/s Rojo


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OPERACIÓN DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA.Todo el sistema de abastecimiento debe ser diseñado para:

a. Evitar el ingreso de contaminantes; b. Mantener la concentración de desinfectante

residual; c. minimizar el tiempo de permanencia

(renovación).La OPS, recomienda: El sistema no debe tener capacidad excesiva;Evitar tramos de velocidades muy bajas o puntos muertos;Evitar presiones negativas.Evitar el suministro intermitente.


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OPERACIÓN DE REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA.LIMPIEZA:En los puntos de “muertos” o “ciegos” de las redes no hay mayor circulación de agua que promueva una renovación del agua y el mantenimiento de la calidad del agua; igualmente las incrustaciones, velocidades bajas, etc.La presencia de bio-películas en las paredes de las tuberías debe ser controlado con lavados periódicos de las redes de distribución. La definición de la ruta del lavado; la duración; y, la frecuencia deben ser evaluados.

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