UNIDAD 2.pptx

UNIVERSIDAD
CENTRAL DEL
ECUADOR
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
ING. CARLOS ENRÍQUEZ PINOS MSc.

UNIDAD 2. SISTEMAS DE AGUA
POTABLE
COMPONENTES DE UN SAP
■ Cada día se requiere mayor capital humano, equipo especializado, recursos
económicos, etc.
■ La dotación de agua potable por medio de un sistema de suministro del líquido
es ampliada o en su defecto creada para procurar la entrega de un volumen de
agua tal que satisfaga las necesidades de consumo.
■ En general, las instalaciones que sean diseñadas para hacer un uso correcto
del suministro de agua deberán constar de varias obras, como son: captación,
conducción, regularización (reserva), tratamiento y suministro (distribución)
12/28/2023 Ing. Carlos Enríquez Pinos MSc. 2

■ La división del suministro del agua para una población, de acuerdo al uso que se le
de, puede ser: doméstico, industrial, comercial y público
■ El uso doméstico es aquel que se da por medio de los consumidores de casas
habitación, apartamentos, moteles y hoteles, es usada como: bebida, baño,
lavabo, sanitario, culinario y riego de jardines. Este consumo representa entre el
30 y el 60% del consumo total de agua en una ciudad promedio.
■ Para uso comercial es utilizada en edificios de tiendas y oficinas para los
sanitarios, limpieza y aire acondicionado, representando entre el 10 y el 30% del
consumo total
■ Para la industria, sus posibles usos son: intercambio de calor, enfriamiento,
limpieza, etc. Su porcentaje varía entre el 20 y el 50% de la cantidad utilizada por
persona al día
■ Es uso público es para el riego de parques, edificios públicos y calles, combate de
incendios, etc. Representa entre un 5 y un 10% del volumen de agua requerido por
persona

FUENTES DE ABASTECIMIENTO
Las principales fuentes de abastecimiento son las superficiales y las subterráneas.
PARTES DE UN SISTEMA
CONVENCIONAL DE AGUA POTABLE

Ciclo hidrológico

… FUENTES DE ABASTECIMIENTO
■ El agua que procede de la lluvia discurre sobre la superficie del terreno. Una
parte se filtra hasta niveles más profundos de la tierra, acumulándose como
«agua subterránea». La otra parte, al discurrir por el terreno, llega hasta los
riachuelos, ríos, pantanos o lagos. El agua de los ríos desemboca en el mar,
denominándose a estas aguas «superficiales». Las aguas superficiales, por la
acción de la temperatura, se evaporan y van a formar parte de las nubes,
desde donde nuevamente van a caer a la tierra en forma de lluvia.
■ Las aguas subterráneas se encuentran en los acuíferos, o zonas profundas del
suelo donde se acumula el agua porque no puede continuar filtrándose en el
terreno. El hombre utiliza el agua subterránea mediante los manantiales y los
pozos.

ENFERMEDADES HÍDRICAS

CAPTACIÓN
Una vez elegida la fuente de agua e identificada como el primer punto del
sistema de agua, se construirá una estructura de captación que permita
recolectar el agua, para que luego pueda ser transportada mediante tuberías de
conducción hacia la unidad correspondiente.
TANQUE DE ALMACENAMIENTO
Las 2 principales funciones o usos de un tanque o depósito de almacenamiento es
el de igualar el suministro y la demanda en periodos de consumo variable y
suministrar agua durante las fallas en los equipos o demandas extraordinarias
como incendios.

LÍNEA DE CONDUCCIÓN
Es un tramo de tubería que permite el transporte de agua desde una obra en donde se
tiene captado hasta una planta potabilizadora o almacenamiento, para poder hacer
una posterior entrega a la población.
PLANTA DE TRATAMIENTO
Conjunto de operaciones unitarias que en conjunto buscan mejorar la calidad del
agua a niveles de seguridad para el consumo humano y su uso en las diferentes
actividades que se realizan.
REDES DE DISTRIBUCIÓN
Conjunto de tuberías y accesorios que permiten transportar el agua potable desde una
potabilizadora o reserva hasta el domicilio.

■ Las partes que integran los sistemas hidráulicos urbanos son
las siguientes: Sistema de Agua Potable, Captación, Línea de
conducción, Tratamiento de potabilización, Regularización,
Línea de alimentación, Red de distribución y obras conexas
o complementarias; Sistema de Alcantarillado: Red de
tuberías, Subcolectores, Colectores, Emisor, Tratamiento de
aguas residuales y Sitio de vertido; además de las obras
conexas como pueden ser Plantas de bombeo, Pozos de
visita y otras.
PARTES DE UN SISTEMA DE
SANEAMIENTO AMBIENTAL URBANO

FUENTES DE ABASTECIMIENTO
1. Cantidad
■ En el caso de una fuente de abastecimiento no regulada, ésta debe tener un caudal superior
al caudal de diseño en cualquier época del año, de manera que se pueda garantizar un
suministro continuo. Se debe, entonces, realizar estudios hidrológicos que permitan
establecer las curvas de duración de caudales para corrientes superficiales, o pruebas de
equilibrio para fuentes subterráneas.
2. Calidad
■ En la naturaleza no se encuentra por lo general agua con una calidad aceptable para el
consumo humano y se hace necesario su tratamiento. Se debe procurar que la calidad física,
química y bacteriológica del agua cruda permitan un tratamiento relativamente económico.
3. Localización
■ La fuente debe estar ubicada en un punto tal que su captación y conducción resulten técnica
y económicamente factibles. Adicionalmente se debe tener en cuenta para su localización
los dos factores anteriores.

CANTIDAD DE AGUA
■ Para evaluar el caudal de una corriente superficial, se debe acudir a los registros
hidrométricos de la cuenca o hacer mediciones directas en el campo. En el caso de aguas
subterráneas se deben hacer pozos de prueba y pruebas de bombeo y equilibrio para
determinar la capacidad del acuífero y del pozo.
■ Para la realización de mediciones directas en corrientes superficiales se utiliza cualquiera de
los métodos citados a continuación que se ajuste a las características de la corriente:
1. Medidor Parshall
2. Vertederos
3. Velocidad superficial
4. Correntómetros
5. Estaciones de aforo
6. Trazadores químicos

… FUENTES DE ABASTECIMIENTO
■ Requisitos de calidad. En las consideraciones que siguen se distingue entre
normas que debe cumplir el agua de una fuente que se esté examinando y la
que debe entregarse al consumo de la población.
Calidad del agua cruda (fuente)
■ Calidad física El valor máximo de color se fija en 300 unidades de color, una
cifra menor señala una calidad aceptable para el tratamiento, si se sobrepasa
dicha cifra puede ser necesario un tratamiento especial para que el agua
satisfaga las normas de agua potable. No se fija límite para la turbiedad pues
este problema y su tratamiento se decidirán especialmente en cada caso.
■ Calidad química Los compuestos químicos presentes en el agua se dividen en
cuatro grupos; expresados en las siguientes tablas:

CAPTACIONES
Las obras hidráulicas de captación deben diseñarse para garantizar:
■ La derivación desde la fuente de las cantidades de agua previstas y su entrega
ininterrumpida a los usuarios;
■ La protección del sistema de abastecimiento contra el ingreso a la conducción
de sedimentos gruesos, cuerpos flotantes, basuras, plantas acuáticas, etc;
■ El no ingreso de peces desde los reservorios y ríos;
■ Evitar que entre el agua a la conducción durante los períodos de
mantenimiento y en casos de averías y daños en la misma.

… CAPTACIONES
Las obras de captación se clasifican:
■ De acuerdo a la garantía de abastecimiento según lo indicado en la tabla.
■ Por su capacidad, en: muy pequeñas, para caudales menores a 100 l/s; pequeñas, para
caudales menores de 1 000 l/s; medianas, para caudales entre 1 000 y 3 000 l/s; y
grandes para caudales mayores a 3 000 l/s;
■ Por su ubicación se clasifican en tomas por derivación directa, tomas con azudes de
derivación, tomas desde embalses, etc.

… CAPTACIONES
■ El lugar de captación debe estar ubicado aguas arriba de las descargas de
aguas servidas y de centros poblados, aguas arriba de los atracaderos de
embarcaciones, fuera de la zona de navegación y en lugares donde se pueda
garantizar una adecuada protección sanitaria.
■ No se recomienda ubicar las obras de captación de agua para consumo humano
en el interior de ensenadas de puertos fluviales y zonas de movimiento de
embarcaciones, en lugares con indicios de inestabilidad de taludes y del
cauce, en las márgenes susceptibles a la acumulación de materiales de
arrastre de fondo, en la cola de los embalses y en los tramos superiores de los
ríos remansados, así como tampoco en los lugares de acumulación de basura y
cuerpos flotantes arrastrados por la corriente.

… CAPTACIONES
Según el grado de dificultad dado por las condiciones naturales del lugar: estabilidad de las
orillas y del cauce, procesos hidrodinámicos, posibilidades de obstrucción de la toma, etc. y por
la ubicación, el sitio de captación se considera:
■ Fácil. Cuando las orillas y el cauce sean estables; el contenido de sedimentos en suspensión
no sobrepase, en promedio, los 0,5 kg/m3; no existan algas ni elementos en el agua que
puedan producir incrustaciones; y, la cantidad de flotantes y basuras sea muy pequeña;
■ De condiciones medias. Cuando el contenido de sedimentos en suspensión en crecidas no
sobrepase, en promedio, los 1,5 kg/m3; las orillas y el cauce sean relativamente estables;
el transporte de sedimentos a lo largo de las orillas no ocasione deformaciones; el contenido
de algas y otros elementos que producen incrustaciones y la cantidad de flotantes y basuras
no constituya un impedimento para el funcionamiento de la captación;
■ Difícil. Cuando el contenido de sedimentos en suspensión no sobrepase, en promedio, los 5
kg/m3; las orillas y el cauce sean inestables; el transporte de sedimentos a lo largo de las
orillas produzca deformaciones; el contenido de algas y otros elementos que producen
incrustaciones y la cantidad de flotantes y basuras dificulte el funcionamiento de la
captación;
■ Muy difícil. Cuando el contenido de sedimentos en suspensión sea mayor, en promedio, a los
5 kg/m3; el cauce sea totalmente inestable y existan procesos de reconformación e
inestabilidad comprobada de las orillas. En sitios de esta categoría no se debe planificar
obras de captación.

CAPTACIÓN AGUAS SUPERFICIALES
CAPTACIÓN EN AGUAS SUPERFICIALES.
En este tipo de captación, es necesario localizar una corriente de agua con un
escurrimiento permanente con el fin de garantizar el servicio durante todo el año y
con ello determinar la utilización de las obras de captación apropiadas.
Los elementos que integran una obra de captación de este tipo son:
- Dispositivos de toma (orificios, tubos).
- Dispositivos de control (compuertas, válvulas de seccionamiento).
- Dispositivos de limpia (rejillas, cámaras de decantación).
- Dispositivos de control de excedencias (vertedores).
- Dispositivos de aforo (vertedores, tubos pitot, parshall).

TIPOS DE BOCATOMAS
■ Existen diferentes tipos de bocatomas; los factores determinantes para la
selección de la bocatoma más adecuada son la naturaleza del cauce y la
topografía general del proyecto. A continuación, se ilustran los diferentes
tipos de bocatomas.
Toma lateral con muro transversal
■ Es utilizada en ríos relativamente pequeños o quebradas, en donde la
profundidad del cauce no es muy grande.

TOMA EN EMBALSES O LAGOS
Torre de captación
■ Por medio de una torre con orificios a diferentes alturas, se puede captar el
agua sin importar el nivel al cual se encuentre; posteriormente se conduce el
agua a un pozo de succión.
Sifón
■ Si las condiciones topográficas lo permiten, se puede hacer un sifón que
conduzca el agua a un canal al otro lado del Jarillón (estructuras diseñadas
para encauzar y contener ríos y otras corrientes de agua). Se requiere una
bomba para cebar el sifón y una válvula reguladora del caudal, ya que la
cabeza es variable

DISEÑO TOMA LATERAL
CAPTACIONES

DISEÑO TOMA DE
FONDO
CAPTACIONES

EJERCICIO
CAPTACIONES SUPERFICIALES

■ Las aguas subterráneas son importantes fuentes de abastecimiento de agua, ya que tienen
grandes ventajas para su uso. Este tipo aguas habitualmente no requiere de un tratamiento
complicado y las cantidades disponibles son más seguras.
■ Generalmente se clasifican en agua freática y agua confinada.
■ El manto acuífero de agua freática es aquel que no tiene presión hidrostática. El manto
superior del acuífero se denomina capa freática y su perfil en los materiales granulares es
igual al del terreno, la mayoría de esta agua proviene de la infiltración del agua de lluvia, por
lo que generalmente está contaminada por los elementos que están en el suelo.
■ El agua subterránea confinada es aquella que está situada entre dos capas de materiales
relativamente impermeables a una presión mayor a la atmosférica.
■ Las posibles obras de captación con este tipo de aguas son:
1. Cajas de manantial
2. Pozos
3. Galerías filtrantes
CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

ACUÍFEROS
Los materiales que permiten la acumulación y el movimiento del agua por debajo del suelo se denominan
acuíferos, y constituyen la zona saturada. Un acuífero es entonces aquella Formación Geológica que
contiene agua y permite que cantidades significativas de la misma se muevan en su interior en condiciones
naturales.
Los Acuíferos pueden dividirse en:
■ Los acuíferos porosos son sedimentos granulares como las arenas o areniscas, en los cuales el agua ocupa
poros existentes entre los granos de arena.
■ Los acuíferos fisurados están compuestos por rocas “duras” que desarrollan porosidad por la presencia
de rajaduras (fracturas, fallas, diaclasas) por lo cual se denominan de porosidad secundaria.
■ Los acuíferos químicos o por disolución son los constituidos por rocas fundamentalmente carbonáticas,
en las cuales la porosidad (huecos) se desarrolla en forma secundaria por disolución de la roca, (Kartz o
similares).
Los acuíferos pueden ser clasificados también en función de la capacidad de transmisión de agua de la capa
que constituye su límite superior o techo (camada confinante superior) y su piso o límite inferior (camada
confinante inferior), además de la presión de las aguas en relación a la presión atmosférica. De esta manera
se tienen:
■ Los acuíferos libres están compuestos por un piso (roca) impermeable y el techo se encuentra en la
superficie del terreno. También son llamados freáticos o no confinados. Son acuíferos cuyo límite
superior se corresponde con la superficie freática, en la cual todos los puntos se encuentran a presión

… ACUÍFEROS
Los acuíferos confinados se encuentran cubierto por un techo y apoyado sobre un
piso, ambos impermeables. También son denominados acuíferos “bajo presión”,
dado que el agua se encuentra en ellos a mayor presión que la atmosférica. En un
pozo que penetra en un acuífero de este tipo, el nivel del agua subterránea queda
encima del techo del acuífero.

■ Los acuíferos semiconfinados son acuíferos en el cual por lo menos una de las
capas confinantes (techo o piso) es semipermeable (limos, limos arcillosos),
permitiendo la entrada o salida de agua por drenaje ascendente o
descendente
… ACUÍFEROS

PARÁMETROS DE
USO GENERAL EN
ACUÍFEROS
POROSIDAD
■ La porosidad de un
material es la relación
existente entre el
volumen de vacíos o
espacios ocupados por
el agua, y el volumen
total del material,
expresado en
porcentaje:

■ Una alta porosidad (arcilla, p. ej.) no indica necesariamente un acuífero de
buena productividad, ya que gran parte del agua puede ser retenida en
pequeños intersticios bajo la tensión capilar a medida que se extrae el agua.
El rendimiento específico de un acuífero es la relación entre la cantidad de
agua que puede drenar libremente el material y el volumen total de la
formación, resultando siempre menor que la porosidad total, y asociado al
concepto de porosidad eficaz. La relación entre el rendimiento específico (Sy)
y la porosidad total (P) depende del tamaño de las partículas en la formación.
Un acuífero de textura fina tendrá un rendimiento específico pequeño,
mientras que un acuífero de textura gruesa tendrá uno mayor, ya que es capaz
de producir una mayor cantidad de su agua almacenada. La retención
específica (Sr) es la parte de la porosidad total de un acuífero que no puede
ser fácilmente extraída, resultando la suma de ambos:
■ POROSIDAD = Sy + Sr
PARÁMETROS DE USO GENERAL EN
ACUÍFEROS

PERMEABILIDAD O CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA
■ También llamado Coeficiente de Conductividad Hidráulica, representa la
velocidad promedio del flujo subterráneo a través del medio poroso saturado
que compone el acuífero y sobre la cual influyen las propiedades del fluido, el
tamaño de poros y granos del suelo, su textura y su estructura o
empaquetamiento.
■ Métodos para determinar la conductividad hidráulica (K) en campo: el método
del agujero de barreno (auger hole method), basado en la recuperación del
nivel freático producido en una perforación registrando la evolución de los
descensos (y) en el tiempo (t). Utiliza la fórmula de Ernst generalizada.
ACUÍFEROS

COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO
■ Se define como Coeficiente de Almacenamiento (S) del acuífero al volumen
desplazado por una columna del acuífero de superficie unitaria (1 cm ² )
cuando la superficie freática desciende un valor unitario (1 cm) en un acuífero
libre, lo que equivale esencialmente al rendimiento específico (porosidad
eficaz). El mismo concepto, aplicado a un acuífero confinado, implica el
descenso en un valor unitario de la presión hidrostática en la columna del
prisma acuífero considerado. Los valores promedio de S para acuíferos libres
oscilan entre 0.3 a 0.05, mientras que, para acuíferos cautivos, donde
predomina el espesor (e) sobre el Coeficiente de Almacenamiento, están entre
0.001 a 0.00001.
ACUÍFEROS

… CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Información básica. Se deberá disponer de la siguiente información:
■ a) Datos hidrometeorológicos que permitan determinar el balance hídrico de la
zona.
■ b) Fotogrametría, topografía y cartografía básica, que permitan determinar la
ubicación de la captación y ocupación de áreas para efectos de expropiación o
adquisición legal.
■ c) Mapas geológicos y datos que permitan determinar el tipo de formación
geológica y su litología.
■ d) Datos sobre puntos de agua: captaciones, vertientes, manantiales, pozos
profundos y pozos someros, con localización geográfica, datos hidrogeológicos y
calidad del agua.
■ e) Datos sobre posibles fuentes de contaminación de los acuíferos.

■ Captación de vertientes. La captación deberá prever la construcción de una
cámara, para proteger los afloramientos contra problemas de contaminación y
evitar que los mismos se obturen. Los afloramientos deberán descargar
libremente, sin forzar ni alterar las condiciones hidráulicas naturales existentes.
La cámara debe disponer de los accesorios básicos e indispensables para su
correcto funcionamiento y control, tales como los siguientes: cernidera en el
ingreso de la tubería de salida a la conducción, vertedero de excesos o una tubería
de desborde al nivel de los afloramientos, sistema de desagüe, boca de visita con
tapa sanitaria y válvula de control al inicio de la línea de conducción.
■ Para interceptar aguas superficiales se diseñará alrededor de la cámara y según la
topografía del terreno, una cuneta de coronación o zanja, que conduzca dichas
aguas a sistemas de desagüe de tipo natural.
■ El perímetro de la zona de captación debe cercarse con malla o alambre de púas,
para evitar el ingreso de personas extrañas y de animales.

POZOS. Un pozo es una perforación vertical, generalmente en forma cilíndrica y de diámetro
mucho menor que la profundidad. El agua penetra a lo largo de las paredes creando un flujo
radial.
Los pozos se pueden dividir de la siguiente manera:
 Pozos artesanos (excavados)
 Pozos hincados (puyones)
 Pozos perforados (someros y profundos)
POZOS ARTESANOS. Los pozos artesanos, también conocidos como excavados o hechos a mano,
son perforaciones que generalmente se realizan con pico y pala, ademándose con anillos de
concreto, muros de tabique o mampostería de piedra sin juntear, para permitir el paso del agua.
Este tipo de pozo debe ser construido lejos de las casas, ya que el agua que captan es
superficial y puede estar contaminada con los desechos y basuras, no tienen una profundidad
mayor a 15 m.

■ POZOS HINCADOS. Son pozos someros (poca profundidad) de pequeño
diámetro que también reciben el nombre de puyones, se utilizan
generalmente en terrenos blandos y que, para obtener un caudal adecuado es
necesario hincar varios.
■ El sistema de puyones (well point) se utiliza pocas veces para abastecimiento
de agua potable, principalmente en localidades rurales, ya que el gasto
aproximado que se puede obtener es de 0.2 a 1.0 l/s.
■ POZOS PERFORADOS. Este tipo de pozos se perforan con máquina, rotaria o
de percusión y se clasifican de acuerdo a su profundidad, en someros hasta 30
m. y profundos a más de 30 m.
■ Para los fines de abastecimiento de agua potable por medio de pozos es
importante utilizar la hidráulica de pozos y considerar los siguientes
problemas:

 Identificación de los sistemas de flujo
 Predicción del comportamiento de los niveles de agua
 Diseño del pozo
■ Para la identificación de los sistemas de flujo, la hidráulica de aguas
subterráneas indica si el acuífero es confinado o semiconfinado, también
determina las características hidráulicas como son la permeabilidad,
transmisibilidad y almacenamiento como las principales, así como la
potencialidad del pozo por medio de la prueba de bombeo, indicando con esto
la cuantificación del volumen aprovechable del acuífero.

■ GALERÍAS FILTRANTES. La “galería filtrante” es una estructura que se utiliza
para captar el agua del subálveo de corrientes superficiales y su construcción
se realizará de preferencia en época de estiaje y en las márgenes de los ríos,
paralela a la corriente. El agua captada por este medio se conduce a un
cárcamo de bombeo donde inicia la línea de conducción.
■ Consiste generalmente en un tubo perforado o ranurado rodeado de un filtro
graduado de grava y arena instalado en el acuífero subsuperficial o en el caso
de una captación indirecta de las aguas superficiales, en el estrato permeable
que se comunica con dichas aguas. Lo anterior indica que el terreno donde se
construya la galería deberá ser granular para que el estrato sea permeable.

DOTACIONES Y COEFICIENTES DE
VARIACIÓN
La producción de agua para satisfacer las necesidades de la población y otros requerimientos se
fijará en base a estudios de las condiciones particulares de cada población, considerando:
■ Las condiciones climáticas del sitio;
■ Las dotaciones fijadas para los distintos sectores de la ciudad, considerando las necesidades
de los distintos servicios públicos;
■ Las necesidades de agua potable para la industria;
■ Los volúmenes para la protección contra incendios;
■ Las dotaciones para lavado de mercados, camales, plazas, calles, piletas, etc.;
■ Las dotaciones para riego de jardines;
■ Otras necesidades, incluyendo aquellas destinadas a la limpieza de sistemas de
alcantarillado, etc.

CONSUMO DE AGUA
Los factores incidentes en el consumo de una población son los siguientes:
1. Temperatura
■ Debido a las condiciones propias de la actividad del ser humano, entre mayor
sea la temperatura, mayor será el consumo de agua. Por ejemplo, se beberá
más agua, el aseo personal será más frecuente, se emplean sistemas de aire
acondicionado y el riego de jardines será más intensivo.
2. Calidad del agua
■ Por razones lógicas, el consumo de agua será mayor en la medida en que las
personas tengan la seguridad de una buena calidad del agua. Lo anterior es
válido para el sector doméstico y el industrial.

3. Características socioeconómicas
■ El consumo de agua depende también en buena parte del nivel de educación y del
nivel de ingresos de la población. Por esta razón en ciudades desarrolladas, como
las capitales de provincias, el consumo de agua es mayor que en pueblos pequeños
o caseríos.
4. Servicio de alcantarillado
■ El hecho de disponer de una red de alcantarillado incrementa notablemente el
consumo de agua potable, en comparación con sistemas de evacuación de excretas
primarios como letrinas, o donde no existe ningún sistema y la disposición se hace
al aire libre. En estos casos extremos el consumo puede variar desde 300 L/hab.d
para grandes metrópolis hasta 40 L/hab.d. para poblaciones sin servicios de
alcantarillado.
CONSUMO DE AGUA

5. Presión en la red de distribución de agua
■ Si se tienen altas presiones en la red, se presentarán mayores desperdicios en el
consumo doméstico al abrir las llaves de los lavamanos, regaderas y otros
elementos. Igualmente, se puede presentar un mayor número de rupturas de tubos
dentro del domicilio o en la misma red de distribución, aumentando así el volumen
de agua perdida.
6. Administración
■ Una administración eficiente controlará mejor el consumo de agua reduciendo las
fugas y desperdicios, y vigilando las conexiones clandestinas. Para realizar la labor
anterior se debe contar con equipos especializados, como amplificadores
electrónicos de sonido o trazadores radioactivos débiles y de corta vida, los cuales
son muy costosos y no están al alcance de la capacidad de adquisición de todos los
municipios.
CONSUMO DE AGUA

7. Medidores y tarifas
■ Al instalar un sistema nuevo de agua potable, puede ser que en un principio no
se instalen medidores y tampoco se cobre por el uso del agua. Con el tiempo
el consumo se incrementa y se instalan medidores, lo cual causa un impacto
psicológico sobre los consumidores, por lo que el consumo disminuye.
Posteriormente el consumo aumenta y es entonces necesaria la implantación
de un sistema de tarifas para racionalizar el consumo de agua.
CONSUMO DE AGUA

… DOTACIONES
■ CONSUMO. La parte del suministro de agua potable que se utiliza sin
considerar las pérdidas se conoce como consumo y se expresa en m3/día o
l/h/día. El consumo se valora de acuerdo al tipo de usuario y se divide según
su uso en: doméstico y no-doméstico, éstos a su vez se subdividen según las
clases socioeconómicas de la población.

… DOTACIONES

DOTACIÓN NETA
La dotación neta es la cantidad mínima de agua que se requiere para poder satisfacer las necesidades
básicas de un habitante, no se considera pérdidas físicas o técnicas que presente el sistema de distribución.
La dotación neta para el consumo doméstico se obtiene del consumo medio diario por habitante, registrado
(medido) durante un período mínimo de un año, la dotación para los otros usos o tipos de consumo, se
obtendrán de los consumos medidos en establecimientos o industrias de características y tamaños similares
La dotación neta puede ser determinada:
 Empleando registros históricos
 Micromedición en cada acometida
 La micromedición unido a la macromedición a la salida de las plantas de tratamiento y tanques de
distribución, permitirá determinar el % de pérdidas.
 La evaluación de las dotaciones netas del sistema de agua
 Estimación comparando con poblaciones con características socioeconómicas y climas similares
 Por falta de datos, para estudios de factibilidad se pueden utilizar las dotaciones que indica la
normativa (4.1.4.2 CPE INEN 5 Parte 9-1).

DOTACIÓN BRUTA
Es el volumen de agua consumido por una persona en un día o periodo determinado,
al que se incrementan o incluyen las pérdidas técnicas o físicas en el sistema de
conducción, distribución y tanques de almacenamiento.
La dotación bruta se calcula mediante la siguiente expresión:
𝐷𝑜𝑡𝐵𝑟𝑢𝑡𝑎 =
𝐷𝑜𝑡. 𝑛𝑒𝑡.
1 − %𝑝
Donde:
Dot.Bruta. = Dotación bruta (l/h*d)
Dot.net. = Dotación Neta (l/h/d)
%p= Índice o porcentaje de pérdidas físicas

… DOTACIÓN BRUTA
El índice o porcentaje de pérdidas físicas se calcula de dos maneras:
(%p) = Índice o porcentaje de pérdidas físicas (Salida PTAP y Distribución)
(%p) =
Volumen producido − Volumen consumido
Volumen producido
(%ps) = Índice o porcentaje de pérdidas físicas en el sistema (Captación - PTAP -
Distribución)
(%ps) =
Volumen captado − Volumen consumido
Volumen captado

… DOTACIÓN BRUTA
El porcentaje de pérdidas del sistema dependerá de la capacidad técnica y económica por lo
que:
En sistemas con baja capacidad técnica y económica el (%p) es menor al 40 %
En sistemas con alta capacidad técnica y económica el (%p) es máximo el 20% (ideal)
(%ps) = Índice o porcentaje de pérdidas físicas en el sistema (Distribución-conexiones
domiciliarias)
𝑄(
𝑚3
𝑠
) = 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒 ∗ 86.4 ∗ #𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠
%𝑝𝑠 = 100 −
100 − 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒

… DOTACIONES
■ A falta de datos, y para estudios de factibilidad, se podrán utilizar las
dotaciones indicadas en la tabla siguiente:

… DOTACIONES

… DOTACIONES
■ PREDICCIÓN DE LA DEMANDA. Cuando se trata de diseñar un sistema
hidráulico urbano, es importante determinar la demanda futura de agua,
calculándola por medio de la suma de los distintos consumos de las diferentes
clases socioeconómicas y la proyección de la población.
■ DOTACIÓN. La dotación es la cantidad de agua que se la asigna a cada
habitante para su consumo, considerando todos los consumos de los servicios y
las pérdidas físicas en el sistema, en un día medio anual y sus unidades están
dadas en l/h/día.

VARIACIONES DE CONSUMO
■ El consumo medio anual diario en l/s se debe calcular por la fórmula:
Qmed = DMF * Pf/86 400
DMF = Dotación media futura l/hab/día
Pf = Número de habitantes, Población futura
■ El requerimiento máximo correspondiente al mayor consumo diario, se debe
calcular por la fórmula:
CMD = Kmax.día x Qmed
■ El coeficiente de variación del consumo máximo diario deben establecerse en base
a estudios en sistemas existentes, y aplicar por analogía al proyecto en estudio. En
caso contrario se recomienda utilizar los siguientes valores:
Kmax.día = 1,3 - 1,5

… VARIACIONES DE CONSUMO
■ 𝐾1 =
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 (𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑢𝑛 𝑎ñ𝑜)
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 (𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑠𝑚𝑜 𝑎ñ𝑜)
Como referencia, se indica:
■ K1 es inversamente proporcional al número de habitantes
■ K1: 1.3 en poblaciones menores a 12500 habitantes
■ Para definir el valor de K1, se debe considerar las actividades turísticas,
laborales, industriales y/o comerciales que representen una importante
población flotante.
■ Por lo general en proyectos nuevos se adopta K1= 1.3 (valor referencial)

■ El coeficiente de variación del consumo máximo horario debe establecerse en base a estudios en sistemas
existentes, y aplicar por analogía al proyecto en estudio. En caso contrario se recomienda utilizar los siguientes
valores:
■ Kmax.hor. = (2 a 2,3) Qmed
■ 𝐾2 =
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 (𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑢𝑛𝑎 ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑢𝑛 𝑎ñ𝑜)
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 (𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑢𝑛 𝑎ñ𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑜)
Como referencia, se indica:
■ El valor de K2, generalmente varía inversamente al número de habitantes.
■ En ciudades donde haya diversidad de consumos y actividad laboral, industrial y comercial muy variada durante
las 24 horas del día, el valor de K2 tiende a ser menor.
■ Los mayores valores de K2 se dan en pequeñas poblaciones con hábitos de uso del agua y costumbres
homogéneas (mismo horario) al inicio y fin de jornada de labores y a la hora de alimentarse.
■ Los valores menores se presentan en grandes ciudades con actividades múltiples, donde los periodos de máximo
consumo son más largos y la curva de demanda horaria es menos acentuada.

■ Para poblaciones rurales, tenemos:
CMD = 1,25 * Qmed
CMH = 3,00 * Qmed

… DOTACIONES
■ Las dotaciones de agua contra incendios, así como el número de incendios
simultáneos debe adoptarse según las indicaciones de la tabla siguiente:

CAUDALES DE DISEÑO
■ Para el diseño de las diferentes partes de un sistema de abastecimiento de
agua potable, se usarán los caudales que constan en la tabla siguiente:
UNIDAD POBLACIÓN RURAL POBLACIÓN URBANA
FUENTE DE ABASTECIMIENTO 2,00 * CMD EST, HIDROLÓGICOS + AFOROS
1,20 * CMD; FUENTE SUPERFICIAL
1,05 * CMD; FUENTE SUBTERRÁNEA
1,10 * CMD; FUENTE SUPERFICIAL
1,05 * CMD; FUENTE SUBTERRÁNEA
PLANTA POTABILIZADORA 1,10 * CMD 1,10 * CMD
RESERVA 50% Qmed VR = Vr + Vi + Ve + Vpt
RED DE DISTRIBUCIÓN CMH CMH + i
CAPTACIÓN 1,20 * CMD
1,10 * CMD
CONDUCCIÓN
BOMBEO
1 0 ∗ 𝐶 𝐷 ∗ 24 𝑜 𝑎𝑠
𝑜. 𝑜 𝑎𝑠 𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜

VOLÚMENES DE ALMACENAMIENTO
■ Volumen de regulación. En caso de haber datos sobre las variaciones horarias
del consumo el proyectista deberá determinar el volumen necesario para la
regulación a base del respectivo análisis. En caso contrario, se pueden usar los
siguientes valores:
a) Para poblaciones menores a 5 000 habitantes, se tomará para el volumen de
regulación el 30% del volumen consumido en un día, considerando la demanda
media diaria al final del período de diseño.
b) Para poblaciones mayores de 5 000 habitantes, se tomará para el volumen de
regulación el 25% del volumen consumido en un día, considerando la demanda
media diaria al final del período de diseño.

■ Volumen de protección contra incendios. Se utilizarán los siguientes valores:
a) Para poblaciones de hasta 3 000 habitantes futuros en la costa y 5 000 en la
sierra, no se considera almacenamiento para incendios.
b) Para poblaciones de hasta 20 000 habitantes futuros se aplicará la fórmula Vi =
50 𝑝, en m3.
c) Para poblaciones de más de 20 000 habitantes futuros se aplicará la fórmula Vi
= 100 𝑝, en m3.
En estas fórmulas:
■ p = población en miles de habitantes
■ Vi= volumen para protección contra incendios, en m3
… VOLÚMENES DE ALMACENAMIENTO

■ Volumen de emergencia. Para poblaciones mayores de 5000 habitantes, se tomará el 25%
del volumen de regulación como volumen para cubrir situaciones de emergencia. Para
comunidades con menos de 5 000 habitantes no se calculará ningún volumen para
emergencias.
■ Volumen en la planta de tratamiento. El volumen de agua para atender las necesidades
propias de la planta de tratamiento debe calcularse considerando el número de filtros que
se lavan simultáneamente. Así mismo, se debe determinar, los volúmenes necesarios para
contacto del cloro con el agua, considerando los tiempos necesarios para estas operaciones
y para consumo interno en la planta.
Para el cálculo del volumen medio diario, se utiliza la siguiente expresión:
Vmd =
Qmd × 86400
1000
■ Donde:
■ Vmd= Volumen medio diario (m3)
■ Qmd= Caudal medio diario (l/s)

■ Para determinar el volumen de agua para atender los requerimientos de una PTAP
(lavado de filtros, consumo interno, entre otros), es decir aproximadamente del
3% al %5 del volumen medio tratado en la PTAP. Se calcula mediante la siguiente
expresión:
■ VPTAP = (3 ó )% × Vmd
■ Donde:
■ VPTAP= Volumen de Planta de Tratamiento (m3)
■ Vmd= Volumen medio diario (m3)
■ El porcentaje para el cálculo de VPTR depende de la operación de la planta,
considerando que para plantas bien operadas es un valor del 3%, mientras que
para plantas mal operadas es el 5%.

■ Volumen total. El volumen total de almacenamiento se obtendrá al sumar los
volúmenes de regulación, emergencia, el volumen para incendios y el volumen de
la planta de tratamiento.
𝑉𝑇 = 𝑉 𝑒𝑔 + 𝑉𝑖𝑛𝑐 + 𝑉𝑒 + 𝑉𝑃𝑇AP
Donde:
■ VT= Volumen Total de Almacenamiento
■ Ve= volumen de emergencia
■ Vreg= Volumen de regulación
■ VPTAP= Volumen de Planta de Tratamiento

CAUDALES DE DISEÑO Y VOLÚMENES
DE ALMACENAMIENTO
■ EJERCICIO.
Calcular los caudales de diseño del Sistema de Agua Potable de la
población de Cayambe, cuya Pf = 7124 hab. La fuente de abastecimiento
es del páramo de Mojanda, cuyo caudal aforado promedio es de 120 l/s.
La cota de captación está a 4325 m.s.n.m; el sitio de ubicación de la
Planta está a un cota de 3910 m.s.n.m; la reserva se ubica en la planicie
con una cota de 3840 m.s.n.m.
La población de Cayambe se desarrolla en las cotas 3800 – 3720 m.s.n.m;
la planta potabilizadora se va a diseñar con unidades de filtración lenta y
desinfección

■ EJERCICIO.
Calcular los caudales de diseño de la ciudad de Quevedo, cuya Pf =
121675 hab. La fuente de abastecimiento es el río Boa, su temperatura
promedio es de 25ºC; la actividad preponderante es la ganadería y la
agricultura, el horario de trabajo es a 2 jornadas
CAUDALES DE DISEÑO Y VOLÚMENES
DE ALMACENAMIENTO

LÍNEA DE CONDUCCIÓN
■ Se llama línea de conducción, al conjunto de: tuberías, estaciones de bombeo
y dispositivos de control, que permiten el transporte del agua desde una
fuente de abastecimiento, hasta el sitio donde será regulada y posteriormente
distribuida. Si existen dos o más fuentes de abastecimiento se denominan
redes de conducción.
■ Una línea de conducción debe seguir, en lo posible, el perfil del terreno y debe
ubicarse de manera que pueda inspeccionarse fácilmente. Esta puede
diseñarse para trabajar por gravedad o bombeo.

… Línea de conducción
■ CONCEPTOS BÁSICOS.
Caudales de Diseño. Normalmente se diseña para conducir el volumen de agua
requerido en un día máximo de consumo, es decir QMD. Las variaciones horarias
en ese día serán absorbidas por el tanque de regularización.
Otra opción para diseñar es la de tomar como base el consumo máximo por hora
QMH y omitir la construcción del tanque de regularización.

TUBERÍAS
Las tuberías que comúnmente se utilizan para la construcción de líneas de
conducción son:
 Acero
 Hierro Galvanizado
 Hierro Fundido
 Asbesto-Cemento
 PVC
 Polietileno de alta densidad
 Cobre

ESTRUCTURAS COMPLEMENTARIAS

ESTRUCTURAS
COMPLEMENTARIAS
Ventosas
■ Las ventosas son
válvulas de expulsión o
admisión de aire, de
funcionamiento
automático, que deben
ubicarse en los puntos
altos de la conducción,
siempre que la presión
en dicho punto no sea
muy alta o menor que la
presión atmosférica.

PÉRDIDAS DE CARGA
Se debe efectuar el estudio hidráulico del escurrimiento para determinar si las
tuberías trabajan a presión, lo que dependerá de las características topográficas
de la zona y del diámetro del conducto. No se admiten presiones negativas.
Para el cálculo hidráulico y la determinación de pérdidas de carga en tuberías a
presión se pueden utilizar las siguientes fórmulas:
■ Darcy Weisbach
■ Flamant
■ Hazen Williams

FORMULA DE
DARCY –
WEISBACH (1850)

FORMULA DE FLAMANT (1892)
■ En 1892 Flamant señala que los efectos de las incrustaciones son variables con
el diámetro del tubo y resultan menores según aumenta el diámetro de la
tubería.
■ Por otra parte, plantea, que los tubos perfectamente lisos son una excepción y
que es raro que conserven por mucho tiempo su pulimento primitivo; que se
puede ver, de acuerdo con las observaciones de Darcy, que un depósito apenas
perceptible, de una pequeña fracción de milímetro de espesor, es suficiente
para cambiar las condiciones de escurrimiento y aumentar la resistencia, por
lo que él propone adoptar para todos los casos prácticos, la fórmula se ha
mostrado muy exacta para tuberías de diámetros menores a 50 mm,
especialmente de fundición y PVC (Instalaciones domiciliarias).

FORMULA DE HAZEN - WILLIAMS
(1906)
■ En 1906 una de las ecuaciones empíricas (independientes del análisis de Darcy)
más exitosas fue la de Hazen Williams (desarrolladas por G. S. Williams y A. H.
Hazen). Sirven para tuberías rugosas con régimen en transición o turbulento y
agua a presión (Recomendada para diámetros cuyo valor oscila entre los 50 y
3500 mm), la formula en unidades del sistema internacional es:

RANGO DE VALIDEZ DE LA FORMULA
DE HAZEN WILLIAMS
La fórmula de H-W es esencialmente requerido por los Estados Unidos y el mundo. Desgraciadamente, la fórmula es
irracional, sólo es válido para el agua y fluyendo a las velocidades convencionales y deben ser turbulentos. Estas
desventajas parecen generalmente ser ignoradas, pero los errores son apreciables para las tuberías menores de 200
mm (8 in) y para de mayores de 1500 mm (60 in), mismo para aguas frías o calientes, y para las velocidades
extraordinariamente altas o bajas.
Los valores de CHW menos de 100 sólo son razonablemente aplicables para las velocidades cerca de 1 m/s (3 ft/s).
En otras velocidades, los coeficientes están un poco en el error. Para las tuberías de agua, se aconseja a lo siguiente:
■ CHW valora de 140 a 150 es conveniente para liso (o rayado) las cañerías más grandes que 300 mm (12 in).
■ Para las cañerías lisas más pequeñas, CHW se valora de 130 a 140 que dependen del diámetro.
■ CHW valora de 100 a 150 es aplicable en la zona de transición (entre el laminar y el flujo turbulento).
■ Si la línea de la transmisión o la fuerza principal es larga y la perdida de fricción es muy grande, y se usa la
fórmula de Hazen - Williams puede llevar a serios errores, particularmente para las tuberías grandes, las
tuberías menores de 75 mm (3 in) o la temperatura del agua que difiere de 15°C (0°F) por más de
aproximadamente 11°C (20°F). Para las tales situaciones, use la fórmula de Darcy-Weisbach.

PÉRDIDA DE CARGA
■ La pérdida de carga localizada producida por accesorio y válvulas instaladas en
la tubería a presión debe ser considerada a través de la longitud equivalente,
que es, la pérdida de carga producida por una longitud equivalente de tubería
rectilínea.
■ Las pérdidas de carga localizadas de cada accesorio o válvula tienen su
longitud equivalente respectiva que depende del material, forma y diámetro.
En la Tabla se presenta las longitudes equivalentes en función del diámetro.

Pérdidas de carga localizadas
■ Estas pérdidas corresponden a las ocasionadas por los accesorios, tales como
pérdidas por entrada y salida, válvulas y codos.
■ La expresión generalizada de estas pérdidas es:
■ Las pérdidas por cambio de dirección pueden ser calculadas mediante la
siguiente expresión:

GOLPE DE ARIETE
Debido a la magnitud e importancia de la conducción, es importante tener en cuenta el efecto de este
fenómeno en la tubería. Se denomina "golpe de ariete" el efecto de choque violento o sobrepresión
súbita producido sobre las paredes del conducto forzado, al modificarse de manera instantánea el
movimiento del fluido como puede ocurrir en el caso del cierre repentino de una válvula.
El mecanismo del golpe de ariete es el siguiente: Inicialmente la tubería conduce el agua en
condiciones normales a una velocidad V. Idealizando el fluido como una serie de láminas, en el
momento del cierre de la válvula sucede lo siguiente:
■ a) La lámina contigua a la válvula se comprime y convierte su energía de velocidad en energía de
presión, causando la dilatación de la tubería en el punto 1 y una dilatación elástica de la Iámina.
Lo mismo sucede con las láminas aguas arriba (2, 3, ... n) y se produce una onda de sobrepresión
en la dirección de aguas arriba.
■ b) Al llegar la onda de sobrepresión a la última lámina (lámina n contigua al tanque), ésta tiende
a salir de la tubería con una velocidad igual en magnitud, pero de sentido contrario a la que tenía
el agua antes de interrumpirse el flujo (V). Como la extremidad inferior está cerrada, se produce
una depresión interna de las láminas y se genera una onda de depresión de magnitud igual a la
onda de sobrepresión, la cual se propaga en la dirección de aguas abajo.

PRESIONES DE DISEÑO
La presión estática máxima de la tubería de conducción no debe ser mayor al 80% de
la presión de trabajo especificada por el fabricante, debiendo ser compatibles con las
presiones de servicio de los accesorios y válvulas a utilizarse.
Para casos en los que se tiene altas presiones se debe efectuar un análisis
comparativo técnico económico entre adoptar el uso de tuberías de alta presión o
utilizar estaciones reductoras de presión y tuberías de menor presión. Para el último
caso debe verificarse que la presión en el punto más alejado y elevado sea al menos
la mínima especificada.
La presión mínima recomendable en cualquier punto de la tubería de conducción, en
las condiciones más desfavorables de escurrimiento, debe ser de 2 m.c.a., excepto en
los puntos inicial y final de la aducción ligados a un tanque o cámara en contacto con
la atmósfera. En los puntos en los cuales se produzca sifonamiento, deberá colocarse
purgas de aire.

De acuerdo con la norma CPE INEN 5 Parte 9-1: 1992 en el literal 5.2.4.36 indica que en la
conducción: “La línea piezométrica de las conducciones a presión, se calculará para las peores
condiciones de flujo, y estará por lo menos 2 m más arriba de la clave del conducto, y por lo
menos 1 m más arriba de la superficie del terreno”.
■ Presión Estática
La presión estática es la presión hidrostática disponible cuando no hay consumo de agua. La
presión estática nos sirve para definir la presión nominal de la tubería. De acuerdo con la norma
CPE INEN 5 Parte 9-1: 1992 en el literal 4.2.3.3 indica que en la distribución “La presión estática
máxima, no deberá, en lo posible, ser mayor a 70 m. de columna de agua”.
■ Presión Dinámica
La presión dinámica es la presión hidrostática disponible cuando hay el consumo de agua de
diseño de la red. La presión dinámica nos sirve para asegurar la presión en los domicilios. De
acuerdo con la norma CPE INEN 5 Parte 9-1: 1992 en el literal 4.2.3.3 indica que en la
distribución “La presión dinámica máxima, no deberá, en lo posible, ser mayor a 50 m. de
columna de agua”.

CONDUCCIONES A SUPERFICIE LIBRE
■ La línea piezométrica se confunde con la lámina de agua, solo actúa la presión
atmosférica; trabaja a gravedad.
■ Debe cumplir principios básicos de economía; así:
 Escoger la ruta más corta
 Compensar el movimiento de tierras
𝑉 =
1
𝑛
∗ 𝑅
2
3 ∗ 𝐽
1
2
ECUACIÓN DE MANNING

Coeficiente de Manning

Ejercicio de aplicación
■ DISEÑAR EL CANAL DE CONDUCCIÓN DE LA POBLACIÓN DE LLOA, CUYA
CAPTACIÓN SE ENCUENTRA EN LA COTA 3212,50, EL TANQUE REPARTIDOR DE
CAUDAL EN LA COTA 3198,70.
LOS CAUDALES DE DISEÑO SON LOS SIGUIENTES:
- CAPTACIÓN 275 lts/seg
- CDQ 175 lts/seg
- DISTRIBUCIÓN 100 lts/seg
LAS LONGITUDES DE LOS TRAMOS SON L1 = 1720m; L2 = 1050m

EJERCICIO DE APLICACIÓN
■ Diseñar la línea de conducción del Proyecto Huasipamba; cuyo caudal a
conducir desde la estructura de captación en la cota 2923 hasta la Planta
Potabilizadora en la abscisa 0+575,11 con cota 2885,55 es de 6,85 lts/seg.
Calcular esta línea con tubería PVC-PRESIÓN-ESPIGA CAMPANA

LÍNEAS DE IMPULSIÓN
Conducción por bombeo.
La conducción por bombeo se requiere cuando la fuente de abastecimiento tiene una
altura piezométrica menor a la requerida en el punto de entrega, es decir se encuentra en
un nivel inferior al del tanque de regulación o la red de distribución.
Conducción mixta.
Es una combinación de conducción por bombeo en una primera parte y una conducción
por gravedad en una segunda parte.

Altura dinámica total

TIPOS DE BOMBAS
Las bombas roto dinámicas se clasifican de acuerdo a la forma de sus rotores
(impulsores) en
■ Bombas centrífugas (flujo radial): presenta una presión relativamente alta con
un caudal bajo.
■ Bombas de flujo mixto: tienen características que semejan algo intermedio a
los dos casos.
■ Bombas de flujo axial: generan un caudal alto con una baja presión.

BOMBAS
CURVAS CARACTERÍSTICAS
■ Las curvas características de las bombas son relaciones gráficas entre la carga,
el gasto, potencia y rendimiento. Excepto cuando se trata de bombas de muy
pequeño tamaño, es indispensable conocer las curvas características antes de
adquirir una bomba, Ya que solo así podremos saber el comportamiento de ella
una vez instalada en un determinado sistema hidráulico.
CURVA CARGA - GASTO
■ En esta curva se lleva en abscisa el gasto y en ordenada la carga total, a
velocidad constante

… BOMBAS
CURVA POTENCIA - GASTO
■ Se puede observar que
el mínimo de potencia
se produce para un
gasto cero o sea con
válvula de salida
cerrada. La potencia se
gasta sólo en sostener el
agua contra la válvula y
no hay consumo de
energía para hacerla
circular por el sistema

… BOMBAS
PUNTO DE FUNCIONAMIENTO
DE UNA BOMBA
■ Si combinamos la curva
de carga del sistema con
la curva Q-H de la
bomba, obtenemos el
punto de intersección de
ambas, las
características de
funcionamiento, es decir
el gasto y la altura con
las cuales funcionará la
bomba

LÍNEA DE IMPULSIÓN
BOMBEO POR ETAPAS
Es la acción de impulsar el agua de un nivel inferior a otro superior en más de una
etapa. Las etapas deben ser los tramos o fracciones de la longitud total de impulsión
que se encuentran definidas por cámaras de bombeo y/o tanques de regulación en sus
extremos.
Para el diseño de las bombas por etapas se debe considerar:
■ Características topográficas del lugar.
■ Capacidad de la fuente de energía.
■ Caudal de bombeo.
Debe realizarse un balance total de masas para garantizar que el tanque y/o cámaras
de bombeo no queden vacíos en ningún momento. Para los proyectos de bombeo en
etapas, es recomendable la automatización del sistema

LÍNEA DE IMPULSIÓN
NÚMERO DE BOMBAS A INSTALAR
Las unidades de bombeo se especificarán por lo menos para dos etapas, de acuerdo con la duración esperada de los
equipos y el período total de diseño de la estación de bombeo. El número de unidades de bombeo a instalar debe
proveerse de la siguiente manera:
Para poblaciones menores a 2 000 habitantes, puede utilizarse una sola unidad con una capacidad de bombeo
suficiente para cubrir el 100% de la capacidad requerida más una de reserva de la misma capacidad que funcione
alternadamente
Para poblaciones de 2 000 a 5 000 habitantes debe utilizarse, previo análisis técnico económico, una de las
siguientes alternativas:
• Una sola unidad con capacidad de bombeo mayor al 100% más una de reserva de la misma capacidad que funcione
alternadamente.
• Dos unidades con capacidad de bombeo mayor o igual al 50% cada una, más una de reserva de la misma capacidad
que funcione alternadamente.
Para poblaciones de 5 000 a 20 000 habitantes se usarán dos equipos, cada uno con una capacidad de bombeo
mayor o igual al 50% del total, más uno de reserva de la misma capacidad que funcione alternadamente. Cuando la
fuente de energía para los equipos de bombeo sea eléctrica, se debe disponer además de un grupo electrógeno con
capacidad para el 50% de los equipos de bombeo.
Para poblaciones de más de 20 000 habitantes se debe contar con un mínimo de tres unidades de bombeo, cada
uno con capacidad de bombeo mayor o igual al 50% del total, más uno de reserva de la misma capacidad que
funcione alternadamente. Cuando la fuente de energía para los equipos de bombeo sea eléctrica, se debe disponer
además de un grupo electrógeno con capacidad para el 50% de los equipos de bombeo.

EJERCICIO DE APLICACIÓN
■ Se tiene la captación en la cota 2483,07, se desea conducir el agua hacia un
tanque elevado que está a una distancia de 430,71 m y en la cota 2497,46. La
altura del tanque elevado es de 20 m. Definir la bomba de impulsión y la
tubería a utilizarse (diámetro, presión)
Se tiene que el caudal aforado en época de estiaje es 1,45 l/s y el caudal de
diseño es de 0,64 l/s

Tanque de Almacenamiento
■ Son los que regulan la diferencia de volumen que se produce entre el ingreso
de agua al reservorio (teóricamente constante) y la salida de agua, constituida
principalmente por la demanda horaria, la cual es variable durante las horas
del día.
■ La función principal es almacenar agua cuando el suministro es menor que el
consumo y entregar el déficit cuando el consumo supera al suministro; y
suministrar presión adecuada a la red de distribución para satisfacer la
demanda de agua.

… ALMACENAMIENTO
■ En todo el sistema de agua potable debe disponerse de un volumen de agua
almacenado, para efectuar la regulación entre la producción de agua y la
extracción para el consumo, esencialmente variable.
■ Este volumen de agua almacenado se proyectará considerando que,
simultáneamente a la regulación para hacer frente a la demanda, debe lograrse el
diseño más económico del sistema de distribución y mantener una reserva
prudencial para los casos de interrupción de las líneas de energía o fuentes de
abastecimiento.
■ La capacidad del tanque de almacenamiento debe ser igual al volumen que resulte
mayor de las siguientes consideraciones
 Volumen de regulación
 Volumen contra incendios
 Volumen de reserva

VOLUMEN DE REGULACIÓN
El cálculo del volumen puede ser realizado de tres formas:
■ Determinación mediante curvas de consumo(histogramas)
■ Determinación mediante hidrograma gráfico
■ Determinación mediante coeficientes empíricos

VOLUMEN DE REGULACIÓN POR CURVAS
DE CONSUMO
■ De existir datos suficientes para permitir el trazado de la curva de variación
del consumo diario, el volumen a ser almacenado necesario para la atención
de esas variaciones debe ser determinado por métodos analíticos o gráficos
sobre la base de las curvas de demanda correspondientes de cada población o
zona abastecida y el régimen previsto de alimentación de los tanques.
■ En el método analítico o gráfico deben tomarse en cuenta las características
del sistema: gravedad, bombeo, tipo de funcionamiento, continuo o
discontinuo, número de horas de bombeo, etc. A continuación, se muestra en
la Figura un Hidrograma de consumo de una población.

MÉTODO ANALÍTICO
■ El cálculo se hace mediante una tabla de consumo considerando el hidrograma
de consumo, la ley de Demanda o Salida (consumo) la conocemos en función
de porcentajes (%) horarios del caudal máximo diario (Qmaxd), en esta misma
forma se expresa la ley de entrada (suministro).

■ En esta tabla se aprecia que, para calcular el volumen, se suman los valores
absolutos del máximo excedente y el máximo déficit; que son: 260 y 200. Esto
se explica debido a que de las 0 a las 6 horas entra más agua de la que sale,
por lo que se obtiene un porcentaje de acumulación máximo (máximo
excedente: 260); después de las 6 horas comienza a demandarse más agua de
la que entra al tanque, por lo que se empieza a utilizarse el suministro
acumulado, situación que prevalece hasta las 20 horas donde existe un
máximo déficit (máximo faltante: 200), donde la demanda es más de lo que se
suministra y no se cuenta con un volumen en el tanque para cubrir el faltante.
MÉTODO ANALÍTICO

MÉTODO GRÁFICO
■ El método consiste en graficar las curvas de porcentaje de demanda y el
porcentaje de suministro de abastecimiento para el día más desfavorable o de
mayor consumo. Determinar en este gráfico las diferencias en cada intervalo
entre los volúmenes aportados y consumidos.
■ Esta capacidad puede ser determinada también con la ayuda del diagrama de
masas o curva de consumos acumulados construida sobre la base de la curva
de porcentaje de demanda, tal como se muestra en la Figura. Debe
considerarse que la capacidad del reservorio estará determinada por el tiempo
de bombeo y por el periodo de bombeo.

■ Para el cálculo del volumen de almacenamiento en la forma gráfica, se grafica
las curvas de masas de demanda y de suministro, en los mismos intervalos de
tiempo. En los puntos máximos de la curva masa de demanda se traza una
línea tangente a estos puntos máximos, y al interceptar estos puntos
tangenciales con la curva masa de suministro se ve la diferencia de ordenadas
entre curvas para un tiempo dado representan el excedente o el faltante del
volumen de almacenamiento. Si la curva masa de demanda está por arriba de
la de suministro, la diferencia de ordenada representará un excedente; o en
caso contrario, equivaldrá a un faltante.
■ Ahora veremos en la Figura una curva masa de un suministro de 24 horas.
MÉTODO GRÁFICO

VOLUMEN DE REGULACIÓN POR
HIDROGAMA GRÁFICO
Este método fue estudiado y aplicado en múltiples proyectos por el Ing. Armando
Escalera V. desde 1972, es la representación aproximada del volumen de
almacenamiento a partir del consumo de agua por una población.
El método consiste en:
■ Sistemas de gravedad. A partir del hidrograma, se grafica los caudales de consumo
(Qmax_d y Qmax_h), como se ve en la Figura; en la ordenada donde se encuentra
el caudal máximo diario se ve que desde 0 a 6 horas entra más agua de la que
sale, por lo que se obtiene un volumen de faltantes (A1); después de las 6 horas
comienza la demanda de agua, y desde 8 a 12 horas se ve las horas pico o de
mayor demanda, donde se empieza a utilizar el suministro acumulado o volumen
de excedentes (A2); situación que se extiende hasta las 20 horas, donde sale más
agua de la que entra y no se cuenta con un volumen de faltante (A3) para cubrir el
déficit de consumo.
■ Entonces el método consiste en igualar la sumatoria de cuadraditos de los
faltantes con los excedentes, como se ve en la Figura

■ Sistemas de bombeo. Similar al sistema de gravedad, en bombeo tenemos dos
periodos u horas de bombeo N1 y N2, lo cual implica también graficar el
caudal de bombeo (Qbombeo), como se ve en la Figura, pero en este caso el
primer periodo de bombeo N1 funcionara de 0 a 8 horas donde está el volumen
de faltantes (A1), luego entre las 8 a 16 horas se encuentra las horas pico y
existe una mayor demanda del volumen de excedente (A2), y a partir de las 16
a 24 horas funcionara el segundo periodo de bombeo N2, el cual demandara el
déficit del volumen faltante (A3) en el consumo.
■ Entonces el método consiste en igualar la sumatoria de cuadraditos de
faltantes dentro del periodo de bombeo, con la sumatoria de cuadraditos de
excedentes fuera del periodo de bombeo, como se ve en la Figura:
VOLUMEN DE REGULACIÓN POR
HIDROGAMA GRÁFICO

… ALMACENAMIENTO
UBICACIÓN DEL TANQUE
■ La ubicación y nivel del tanque de almacenamiento deben ser fijados para
garantizar que las presiones dinámicas en la red de distribución se encuentren
dentro de los límites de servicio. El nivel mínimo de ubicación viene fijado por
la necesidad de que se obtengan las presiones mínimas y el nivel máximo
viene impuesto por la resistencia de las tuberías de la red de distribución. La
presión dinámica en la red debe estar referida al nivel de agua mínimo del
tanque, mientras que la presión estática al nivel de agua máximo

… ALMACENAMIENTO
■ Por razones económicas, seria recomendable ubicar el tanque próximo a la
fuente de abastecimiento o de la planta de tratamiento y dentro o en la
cercanía de la zona de mayores consumos.
■ El área para el emplazamiento del reservorio no debe situarse en lugares que
constituyan escurrimiento natural de aguas de lluvia.
■ Cuando una zona de emplazamiento para un tanque de almacenamiento no
presente cota suficiente para garantizar las condiciones de presión necesarias
para el funcionamiento de la red, la distribución debe ser realizada a partir de
un tanque elevado.

TIPOS DE TANQUES DE
ALMACENAMIENTO
TANQUES DE CABECERA (REGULACIÓN)
■ Se alimentan directamente de la fuente o planta de tratamiento mediante
gravedad o bombeo.
TANQUES SUPERFICIALES
■ Se asientan directamente sobre el terreno, pueden ser superficiales o
semienterrados dependiendo de las condiciones del terreno y su forma
constructiva.
■ Deben ser utilizados cuando la topografía del terreno permita una ubicación tal
que garantice la presión mínima en todos los puntos de la red de distribución
■ Los tanques superficiales pueden construirse en hormigón armado, hormigón
simple, hormigón ciclópeo, ferrocemento, mampostería y otros.

TANQUES ELEVADOS
■ Se encuentran por encima del nivel del terreno natural y soportado por una
estructura.
■ La altura a la cual se encuentra el tanque elevado debe ser tal que garantice
la presión mínima en el punto más desfavorable de la red de distribución, de
acuerdo a lo establecido en la normativa respectiva.
■ Los tanques elevados pueden construirse de acero, hormigón armado,
pretensado, postensado, ferrocemento, fibra de vidrio y otros
TIPOS DE TANQUES DE
ALMACENAMIENTO

TIPOS DE TANQUES
DE
ALMACENAMIENTO
TANQUES DE COMPENSACIÓN
(COLA)
■ Se ubican en la parte mas
alejada de la red de
distribución con relación a
la obra de captación o
planta de tratamiento, se
alimentan por gravedad o
por bombeo. Almacenan
agua en las horas de menor
consumo y auxilian al
abastecimiento de la red
de distribución en las horas
de mayor consumo

Ejercicio de aplicación
■ Dimensionar el tanque de almacenamiento para el barrio Tambillo con 2 celdas
si se desea que el mismo tenga 500 m³ de volumen total.

PLANTAS DE POTABILIZACIÓN
GENERALIDADES
■ El agua lluvia absorbe gases y vapores que se encuentran en la atmósfera, esto
es: oxígeno, nitrógeno, bióxido de carbono y gases raros, adicionalmente
barren partículas de polvo contenidas en la atmósfera, los núcleos de sal.
■ Cuando el agua escurre por la tierra, empieza adquirir propiedades propias de
la superficie y los elementos por donde pasa, con excepción del agua de
manantiales, nieve y hielo glacial.
■ Las partículas, tanto minerales como orgánicas pueden ser arrastradas por la
erosión, junto con las bacterias del suelo y otros organismos, al mismo tiempo
que se disuelven sales y otras substancias

… GENERALIDADES
■ Los fertilizantes naturales y sintéticos llegan al agua junto con los residuos de
biócidas.
■ Las algas y otros organismos con sus olores y sabores dan una característica
particular a las aguas de lagos y estanques.
■ La vegetación en descomposición intensifica el color, olor y sabor de las aguas.
■ En conclusión las aguas naturales pueden ser:
 Atmosféricas
 Superficiales
 Subterráneas

… GENERALIDADES

AGUA POTABLE
■ Una planta de tratamiento potabilizadora, es una industria que convierte agua
natural en agua potable, a través de procesos que cumplen normas de calidad.
■ El agua potable debe ser pura, tener buen sabor, libre de organismos
patógenos, de sustancias venenosas o fisiológicamente indeseables y por otra
parte, debe ser atractiva a los sentidos

DEFINICIONES
■ Tanque de almacenamiento. Depósito cerrado en el cual se mantiene una provisión de agua
suficiente para cubrir las variaciones horarias de consumo, la demanda para combatir incendios
y la demanda de agua durante emergencias.
■ Tanque superficial. Tanque de almacenamiento cuya losa de fondo está en contacto con el
suelo.
■ Tanque elevado. Tanque de almacenamiento construido sobre una estructura de soporte.
■ Presión estática. Cota piezométrica en el sistema de distribución cuando no hay consumo de
agua.
■ Presión dinámica. Cota piezométrica en el sistema de distribución cuando hay el consumo de
diseño de la red.
■ Red de distribución. Conjunto de tuberías y accesorios que permitan entregar el agua potable
a los usuarios del servicio.
■ Circuitos. Conjuntos de tuberías principales que se utilizan para el diseño hidráulico de la red.
■ Conexiones domiciliarias. Tomas o derivaciones que conducen agua potable desde la tubería
de distribución hasta un domicilio.

PROPÓSITO RED DE DISTRIBUCIÓN
■ La función primaria de un sistema de distribución es proveer agua potable a
los usuarios entre los que deben incluirse, además de las viviendas, los
servicios públicos, los comerciales y los de la pequeña industria; si las
condiciones económicas del servicio, en general, y del suministro, en
particular, son favorables, podrá atenderse, también, a la gran industria.
■ El agua debe ser provista en la cantidad determinada y a una presión
satisfactoria.
■ La función secundaria del sistema de distribución es proveer agua, en cantidad
y presión adecuadas, para extinguir incendios. Esta función podrá ser
eliminada cuando se diseñe un sistema separado de abastecimiento para esta
finalidad.

INFORMACIÓN BÁSICA
■ Se deberá disponer de la siguiente información:
■ a) Levantamiento topográfico de la ciudad y de las zonas de ampliación, con
cotas en los cruces de los ejes de las calles. Cuando no exista Plan Regulador,
las entidades correspondientes aprobaran, previamente, el área presente y
futura a ser servida;
■ b) Condiciones geológicas del suelo;
■ c) Tipo de calzadas;
■ d) Redes e instalaciones de agua existentes;
■ e) Localización de las industrias y otros puntos de gran demanda;
■ f) Requerimientos de caudal.

Caudal de diseño y presiones
■ Los caudales de diseño para redes de distribución serán: el máximo diario al final
del período de diseño más incendio y se comprobarán las presiones de la red, para
el caudal máximo horario al final de dicho período.
■ En lo que a presión se refiere, se establece un mínimo de 10 m de columna de
agua en los puntos y condiciones más desfavorables de la red. Para el caso de
proyectos en los que el abastecimiento se realiza a través de grifos públicos, esta
presión podrá ser reducida a 5 m.
■ La presión estática máxima, no deberá, en lo posible, ser mayor a 70 m. de
columna de agua y presión máxima dinámica, 50 m. Para lograr esto, la red podrá
ser dividida en varias subredes interconectadas mediante estructuras o equipos
reductores de presión convenientemente localizados.
■ La utilización de presiones diferentes a las indicadas en los puntos anteriores
deberán ser justificados plenamente.

Durante el período de la demanda máxima horaria, la presión dinámica mínima en
cualquier punto de la red no debe ser menor a:
■ Poblaciones iguales o menores a 2 000 habitantes 5,00 m.c.a.
■ Poblaciones entre 2 001 y 10 000 habitantes 10,00 m.c.a.
■ Poblaciones mayores a 10 000 habitantes 13,00 m.c.a.
Caudal de diseño y presiones

Protección contra incendios
El espaciamiento entre hidrantes estará entre 200 m y 300
m.
Para poblaciones con menos de 10 000 habitantes, se
utilizarán, en lugar de los hidrantes, bocas de fuego, con
capacidad de 5 l/s. El volumen de reserva para incendios,
en este caso, se calculará en base al caudal de 5 l/s para
un tiempo de 2 h.

DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA
RED
■ Las tuberías de la red serán dispuestas formando mallas, evitando, en todo lo
posible, ramales abiertos.
■ El diámetro de las tuberías tanto de las mallas principales como en los rellenos, será
el comercial que más se acerque al determinado en los cálculos hidráulicos. Sólo en
el caso en el que se deban instalar los hidrantes o bocas de fuego el diámetro de la
tubería deberá ser como mínimo el correspondiente a estos artefactos.
■ Cada circuito de la malla deberá tener, en lo posible, un perímetro entre 500 m y 2
000 m.
■ En calles cuyo ancho sea mayor a 20 m o que tengan varias calzadas, se proveerá de
dos ramales de tuberías; el uno con un diámetro correspondiente al de los cálculos
hidráulicos y el otro con un diámetro igual al de las tuberías de relleno.
■ El cálculo de la malla principal, podrá hacerse por cualquier método aplicable. Si se
empleara algún método nuevo, el proyectista deberá adjuntar a los cálculos, una
memoria explicativa del mismo y la bibliografía de soporte, en caso de haber alguna.
La velocidad dentro de las tuberías deberá, en lo posible, mantenerse alrededor de
1,5 m/s. El error de cierre en los circuitos, será como máximo 0,5 m.

■ El área servida por la red, será dividida en sectores que puedan ser aislados
para efectos de reparaciones y/o ampliaciones.
■ Los sectores serán aislados mediante el cierre de válvulas estratégicamente
localizadas, cuyo número será como máximo 8. Para el vaciado de los sectores
se utilizarán los hidrantes y a falta de estos se colocarán válvulas de desagüe
en los sitios adecuados.
■ Cuando las válvulas tengan un diámetro superior a 350 mm, serán alojadas en
estructuras especiales para su protección.
DISTRIBUCIÓN DE VÁLVULAS

DETALLES DE LA RED
Al diseñar la red se tomarán en cuenta los siguientes detalles:
■ a) La localización de las tuberías principales y secundarias se hará en los costados norte y este
de las calzadas.
■ b) Se diseñarán obras de protección cuando las tuberías deban cruzar ríos, quebradas, etc.
■ c) Como complemento de la red se proyectarán conexiones domiciliarias cuyo número se
estimará al dividir la población de diseño para 10.
■ d) Se ubicarán válvulas de aire en los puntos en los que se necesite para el funcionamiento
correcto de la red.
■ e) Las tuberías de agua potable, deberán estar separadas de las de alcantarillado por lo menos
3 m horizontalmente y 30 cm verticalmente, entre sus superficies exteriores.
■ f) Las tuberías deberán estar instaladas a una profundidad mínima de 1 m sobre la corona del
tubo Se tomarán todas las precauciones necesarias para impedir conexiones cruzadas y flujo
inverso.
■ h) Se utilizarán anclajes en todos los puntos en los que haya un desequilibrio de fuerzas

VÁLVULAS
■ Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o
regular la circulación (paso) de fluidos mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en
forma parcial uno o más orificios o conductos.
■ Las válvulas serán utilizadas en obras de toma, aducción, tuberías de succión e impulsión y en
redes de distribución. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar,
conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de fluidos dentro de una
conducción a presión.
■ El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar dicha válvula:
 De cierre (bloqueo)
 De estrangulación
 Para impedir el flujo inverso (de retención)
 Regulación
■ Lo anterior se debe determinar según las necesidades de la unidad y del sistema para el cual se
destina la válvula. Dado que hay diversos tipos de válvulas disponibles para cada función, también
es necesario determinar las condiciones del servicio en que se emplearán las válvulas.

TIPOS DE REDES
Básicamente existen tres tipos de tipos de redes de agua potable:
■ Red abierta o ramificada
■ Red cerrada o anillada
■ Red mixta o combinada
RED ABIERTA O RAMIFICADA
■ La red abierta esta constituida por tuberías que tienen la forma ramificada a
partir de una línea principal; puede emplearse en poblaciones semi dispersas y
dispersas o cuando por razones topográficas o de conformación de la población
no es posible un sistema cerrado

MÉTODO DE LONGITUD UNITARIA
Los pasos generales para el método de longitud unitaria son los siguientes:
■ Inicialmente se identifican las distintas zonas de distribución en función de su
actividad, es residencial, comercial e industrial.
■ Realizar un trazo preliminar de la red, partiendo del conducto primario para
de este sacar las distintas ramificaciones necesarias para llevar el agua a los
distintos puntos o zonas de distribución. Se anotan las longitudes de cada
tramo.
■ Calcular el caudal unitario por metro lineal de tubo, dividiendo el caudal
máximo horario entre la sumatoria de longitudes virtuales de la red.
■ La longitud virtual es un concepto que se utiliza para determinar el caudal que
circulará por cada tramo de tubo, a este se le denomina caudal propio

TIPOS DE REDES
RED CERRADA O ANILLADA
■ Son también conocidas como sistemas de circuitos cerrados. Su característica
primordial es tener algún tipo de de circuito cerrado (loop, en ingles) en el
sistema. El objeto es tener un sistema redundante de tuberías: cualquier zona
dentro del área cubierta por el sistema puede ser alcanzada simultáneamente
por mas de una tubería, aumentando así la confiabilidad del abastecimiento.
Este tipo de red que usualmente conforma el sistema de distribución de Agua
potable de una zona urbana o rural.

MÉTODO DE ÁREA UNITARIA
Cuando se trata de un sistema de distribución anillada, para determinar los caudales
se puede mecanizarse en los siguientes pasos:
■ Contar con un plano topográfico, escala 1:2000 con curvas de nivel equidistantes a
0.50 m o por lo menos con las cotas de cada intersección de las calles presentes y
futuras.
■ Basado en la topografía seleccionar la posible localización del tanque de
regularización, en caso de áreas muy grandes se puede contemplar la posibilidad
de dividir esta en subáreas con sistemas de distribución separados.
■ Contar con un trazo tentativo de la red de distribución en malla mostrando las
líneas de alimentación.
■ Calcular el caudal unitario de cada nudo de la red, dividiendo el caudal máximo
horario con el área total de influencia de la zona a proyectar de la red de
distribución.

MÉTODO DE DENSIDAD POBLACIONAL

MÉTODO DEL NÚMERO DE FAMILIAS

Análisis hidráulico red de
distribución
MÉTODO DE HARDY - CROSS
■ Es un método de aproximaciones sucesivas por el cual se realizan correcciones
sistemáticas a los caudales originalmente asumidos (caudales de tránsito por
las tuberías) hasta que la red se encuentre balanceada.
■ En un nudo cualquiera de una red cerrada, la sumatoria de caudales que
entran (afluentes + ) a un nudo es igual a la suma de caudales que salen
(efluentes - ) del nodo, también la suma de pérdidas a través de una red
cerrada es igual a cero

EJEMPLO
■ Hacer el trazado de la red principal del sistema de abastecimiento de agua
potable en la urbanización mostrada, con un total de 166 viviendas. El promedio
de habitantes por vivienda es seis.

CONEXIONES DOMICILIARIAS
Los componentes mínimos para una conexión domiciliaria son:
■ Sistema de conexión a la tubería de distribución.
■ Tubería de conexión.
■ Válvula de cierre antes y después del medidor.
■ Medidor de caudales.
■ Accesorios y piezas de unión que posibiliten y faciliten su instalación.
■ Caja de protección del sistema de medición y control con su cierre
correspondiente

PRUEBAS DE PRESIÓN
■ La prueba de presión que se hace generalmente según la norma ASTM D2774.
■ La presión de prueba deberá ser como máximo 1.5 veces la presión de trabajo del sistema. El tiempo de prueba
generalmente es de 1 hora, sin exceder las 3 horas. Aunque este tiempo esta definido según el criterio del
proyectista del sistema.
■ Se rellenaran parcialmente por fuera las tuberías con tierra cernida compactada, los lugares donde hay uniones,
deben estar descubiertos, el resto de la tubería debe ser cubierto si es que están en una zanja, o anclar si la
tubería no está cubierta.
■ Si las juntas son con pegamento la prueba se debe realizar 24 horas después de realizada la última unión. Este
requisito no es necesario si las uniones son con aro de goma o del tipo rosca.
■ La prueba se efectuara en tramos no mayores a 400 m, manteniendo la presión de prueba especificada durante
por lo menos una hora; al final de este periodo, se inspecciona el tendido, a objeto de detectar defectos de
ejecución o materiales inadecuados.
■ El llenado de las tuberías debe realizarse lentamente y de aguas abajo hacia arriba, la purga deberá estar
localizada en el punto más alto del tramo. Se debe tener un especial cuidado de purgar todo el aire de las
tuberías.
■ La bomba y el mantenimiento y el manómetro con precisión de 0.1 kg/cm2, se instalaran en el punto mas bajo y
en el extremo libre de la tubería.

■ Se bloqueara el circuito o tramo a probar, cerrando completamente todas las
válvulas o colocando tapones si fuese necesario, para luego introducir el agua. Se
deber purgar completamente el aire de la tubería antes de someterla a presión.
■ Enseguida se elevara la presión mediante una bomba manual o motobomba
tomando el agua necesaria de un tanque auxiliar hasta alcanzar en el manómetro
la presión de prueba.
■ Todas las uniones, tuberías, campanas, válvulas, accesorios, etc., que presenten
fugas o alguna falla serán reacondicionadas. Una vez efectuadas las reparaciones
se realizara la prueba nuevamente hasta que esta sea satisfactoria.
■ El tiempo de ensayo de ensayo no será menor a 1 hora; se observara que al cabo
de los primeros 15 minutos de la prueba no se presente una disminución de la
presión mayor a 0.1 kg/cm2, y al final del periodo señalado, esta presión no
deberá haber disminuido en más de 0.3 kg/cm2
PRUEBAS DE PRESIÓN

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