UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE BOLÍVAR

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

PERÍODO DE DISEÑOPROFESOR: INGº CARLOS AUGUSTO PÉREZ TOVAR

INTEGRANTES:

GUTIÉRREZ YASMAL

ROBLES VANESSA

RONDÓN ZEREYDA

◦ Identificar los diferentes factores que afectan el período de diseño.

◦ Estimar el crecimiento poblacional.

◦ Explicar la influencia de diferentes factores en los períodos de diseño.

◦ Fijar el período de diseño de todos los elementos del sistema de abastecimiento de aguas, en función de los factores que lo afectan y de las recomendaciones de las normas.

OBJETIVOS

PERIODO DE DISEÑO

Se puede definir como el tiempo para la cual el sistema es eficiente el 100%.

Ya sea por capacidad en la conducción del gasto deseado

O por la resistencia física de las instalaciones.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA

DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE

DISEÑO

DURABILIDAD O VIDA ÚTIL DE LAS INSTALACIONES.

FACILIDAD DE CONSTRUCCIÓN.

POSIBILIDAD DE AMPLIACIÓN O SUSTITUCIÓN.

TENDENCIA DE CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN.

POSIBILIDAD DE FINANCIAMIENTO.

RATA DE INTERÉS.

DURABILIDAD O VIDA ÚTIL DE LAS INSTALACIONES.

MATERIALES

RESISTENCIA AL

DESGASTE

RESISTENCIA A LOS

ESFUERZOS

Variabilidad del periodo de diseño

FACILIDAD DE CONSTRUCCIÓN.

La dificultad constructiva mientras mas difícil sea por ejemplo una excavación si se usa dinamita, explosivo, ya sea por la longitud en que se encuentra, por la ruta que tiene que seguir si se tiene que hacer puentes, o si existe cualquier obra que sea parte del sistema en general ya que cualquier gestión que sea una dificultad constructiva(obras grandes) debe tener un periodo de diseño mayor.

Los elementos del sistema que pueden ser ampliables y sustituibles y por lo tanto puede ser construido por etapas como son: estaciones de bombeo, plantas de tratamiento entre otras.

POSIBILIDAD DE AMPLIACIÓN O SUSTITUCIÓN:

ESTIMACIÓN DE LA

POBLACIÓN

GEOMÉTRICO

10

20

30

ARITMÉTICO

r

t

Gráfica de estimación para la población de Pariaguán (Pob vs t):

Si la proyección futura es lineal; se le llama crecimiento aritmético. Si la proyección futura es exponencial; se le llamara crecimiento geométrico.

71 81 91 2001

PF= Pp + r(n)

Donde:

PF = Población futura(habitantes)

Pp= Población presente ( habitantes)

n = t= Año futuro- año presente

r= Razón (rata anual) de crecimiento poblacional.

PROCEDIMIENTO ARITMÉTICO

EJEMPLO DEL PROCEDIMIENTO

ARITMÉTICO

EJEMPLO: Población de Pariaguán Edo Anzoátegui.

POBLACIÓN PARA 2031=?

CONSUMO EN LTS/SEG= ?

Censo

Habitantes

∆P ∆T r

1970

12370

2140

2408

3214

11

10

10

195

241

321

1981

14510

1991

16918

2001

20132

Ejemplo numérico de estimación para la población de Pariaguán:

P(2031)= P(2001)+ r(2031-2001)

P(81) = P(70)+ r1(11).

r₁= P/ t.

r₁= 2140/11

r₁= 195 hab./año

Cálculo para la estimación de la población futura de la población de Pariaguán.

• La población futura para el año 2031 seria la población presente en(2001) más una rata (que seria la diferencia de año entre 2031-2001).

• Para el cálculo de las ratas la estimación de la

población de Pariaguán seria la división entre

variación de la población con la variación del tiempo

para cada periodo.

r

70 81 91 2001 2030

195

241

321

500

t

Gráfica del procedimiento aritmético para la población de Pariaguán.(rata vs tiempo)

P(2031)= P(2001)+ r(2031-2001)

P(2031)= 20.132+ 500*(30)

P(2031)= 35.132 habitantes.

Para el cálculo de la población futura para el año 2031 seria: la población presente, es decir, la del (2001) menos la rata (diferencia de año entre el 2031−2001).

CONTINUACIÓN: Gráfica del procedimiento aritmético para la población de

Pariaguán. (rata vs tiempo)

Tendencias de Crecimiento Poblacional.

El crecimiento poblacional es

función de factores

económicos , sociales y de desarrollos industriales.

Mientras que de acuerdo a las tendencias de crecimiento de la población es conveniente

elegir periodos de diseño mas

largos para crecimientos

lentos y viceversa.

Distribución poblacional mundial Urbana - Rural

1.970 – 2.000 – 2.030

Hab

t

AceleradoLento Lento

Progresiones Aritméticas

Progresiones Geométricas

A continuación se muestra una representación gráfica de las tendencias de crecimiento poblacional (Hab vs t):

Hab

t

Progresiones Aritméticas

n

Crecimiento

esperado de la

poblaciónLento →

Periodo de diseño largo

Acelerado →Periodo de diseño

corto¿Porque CRECE o

DECRECE una población?

La población CRECE debido a

nacimientos, migraciones,

desarrollos económicos, entre otros.

Ejemplo numérico de estimación para la población de Pariaguán:

Poblacion2031=?

Consumo en LPS=?

Censo Habitantes ΔP ΔT r

1970

12370

2140

11 195

1981

14510

2408 10 241

1991

16918

3214

10 321

2001

20132

Gráfica de estimación para la población de Pariaguán(Pob vs t):

Si la línea de dispersión es ascendente se determinará la estimación de la población por medio del Procedimiento Geométrico.Si la línea de dispersión sigue una trayectoria lineal, de determinará

la estimación de la población por medio del Procedimiento Aritmético.

1965197019751980198519901995200020050

5000

10000

15000

20000

25000

Pob

t

Pob

P. Aritmético

P. Geométrico

Población futura

Para la población de Pariaguán, se determinará el tipo de crecimiento dependiendo del desarrollo económico y entre otros factores, los cuales determinarán si crece o no dicha población.

En este caso no existen suficientes datos y la proyección futura se determinará en función del desarrollo económico.

Procedimiento Geométrico para la estimación de la población:

Pf = Pp x (1 + r)n

ff

Para la estimación de la

población del año 2.031 se efectuará por medio de las

poblaciones de 1.981 y 1970,

despejando “r” de la fórmula se obtiene la rata.

P(1981) = P(1970) x ( 1 + r1)11

14510 = 12370 x (1 + r1)11

r1= 11√p(1981)/p(1970)

– 1

r1 = 0,0146r1 = 1,46%

Esta operación se realiza para cada año, logrando de ésta manera la obtención de

cada rata respectivamente.

Ahora para la población del

2.031 se le calculó una

extrapolación de 0.028 que se

sustituirá en la ecuación antes

usada.Consumo= 46097

Hab x 250 L/Hab/D x

(1dia/86400seg)

Consumo2031= 133,38 LPS

1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 20400

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Gráfica del Procedimiento Geométrico para la población de Pariaguán (rata vs t)

r (%)

t

Posibilidades de Financiamiento. Rata de Interés.

Posibilidad de Financiamiento y Rata de Interés

Las razones de durabilidad y resistencia al desgaste físico es indudable que representa un factor

importante en el diseño.

Pero adicionalmente habrá que hacer esas estimaciones de interés y de costos

capitalizados.

POSIBILIDADES DE FINANCIAMIENTOPosibilidad de financiamiento → Periodo de diseño largo.

RATA DE INTERÉSRata de interés alta → Periodo de diseño corto.Mayor posibilidad → Mayor periodo de diseño.

Rango de valores de los Períodos de

DiseñoTomando en consideración los factores

señalados se debe establecer para cada caso el período de diseño aconsejable. A

continuación se indican algunos rangos de valores asignados a los diversos componentes de los sistemas de

abastecimientos de agua.

a) Fuentes superficialesa.1) Sin regulación: Deben proveer un caudal mínimo para un período de 20 a 30 años.

a.2) Con regulación: Las capacidades de embalse deben basarse en registros de escorrentía de 20 a 30años.

b) Fuentes subterráneasEl acuífero debe ser capaz de satisfacer

la demanda de una población futura de 20 a 30 años, pero su aprovechamiento puede ser por etapas, mediante la perforación de pozos con capacidad dentro de períodos de diseño menores (10 años).

c) Obras de captaciónDependiendo de la magnitud e importancia de

la obra se podrán utilizar períodos de diseño entre 20 y 40 años.

c.1) Diques-tomas 15-25 años.

c.2) Diques-represas 30-50 años.

d) Estaciones de bombeoSe entiende por estación de bombeo a los edificios,

equipos, bombas, motores, accesorios, etc.

d.1) A las bombas y motores, con una durabilidad relativamente corta y cuya vida se acorta en muchos casos por razones de un mantenimiento deficiente, conviene asignarles períodos de diseño entre 10 y 15 años.

d.2) Las instalaciones y edificios pueden ser diseñados, tomando en cuenta las posibilidades de ampliaciones futuras y con períodos de diseño de 20 a 25 años.

e) Líneas de aducciónDependerá en mucho de la magnitud,

diámetro, dificultades de ejecución de obra, costos, etc., requiriendo en algunos casos un análisis económico. En general, un período de diseño aconsejable está entre 20 y 40 años.

Tubería de polietileno12” ∅

Tubería de acero8” ∅

f) Plantas de tratamientoGeneralmente se da flexibilidad para

desarrollarse por etapas, lo cual permite estimar períodos de diseño de 10 a 15 años, con posibilidades de ampliaciones futuras para períodos similares.

g) Estanques de almacenamientog.1) De concreto 30-40 años

Los estanques de concreto permiten también su construcción por etapas, por lo cual los proyectos deben contemplar la posibilidad de desarrollo parcial.

g.2) Metálicos 20-30 años

h) Redes de distribuciónLas redes de distribución beben diseñarse para el

completo desarrollo del área que sirven. Generalmente se estiman períodos de diseño de 20 años, pero cuando la magnitud de la obra lo justifique estos períodos pueden hacerse mayores: 30 a 40 años.

i) A obras de arte y demás equipos y accesorios que conformen el sistema, se le asignará períodos de diseño de acuerdo a su función y ubicación respecto a los componentes del sistema que los contiene.

Red de distribución ramificada

ELEMENTO DEL SISTEMA PERIODO DE DISEÑO

Fuente Regulada Fuente No Regulada

Fuente Subterráneas

50-10020-3010-15

O. De captaciónLíneas de conducción

Plantas de Tratamiento

20-4020-4010-15

Estación de BombeoLíneas de Impulsión

10-1520-40

EstanquesConcretoMetálicos

30-4020-30

Tubería MatrizRed de Distribución

20-4030-50

Rango de valores