REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA

1. Universidad de Oriente
Núcleo de Anzoátegui
Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Departamento de Ingeniería Civil
Cátedra: Ingeniería Sanitarias I
Bachilleres:
Fuentes, Paola.
Romero, Víctor.
Febres, Luis.
Allocca, Pedro.
Sanez, Josué.
Castro, Victoria
Farías, José
Verde, William

2. Fuentes Paola
REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA
Una Red de Distribución de
Agua Potable es el conjunto de
tuberías trabajando a presión, que
se instalan en las vías de
comunicación de los Urbanismos y
a partir de las cuales serán
abastecidas las diferentes parcelas
o edificaciones de un desarrollo.

3. Tipos de Redes
Fuentes Paola
• Ramificadas
• Malladas
• Mixtas
Según su
estructura en
planta pueden
ser:
• De un piso
• Escalonadas
• Por impulsión
Según el modo
en que se
distribuya la
presión pueden
ser:

4. Tipos de Redes
Fuentes Paola
REDES RAMIFICADAS.
Las redes ramificadas se componen
esencialmente de tuberías primarias, las
cuales se ramifican en conducciones
secundarias y éstas, a su vez, se
ramifican también en ramales terciarios.
Las redes de distribución de agua según su estructura en planta pueden
ser:

5. Tipos de Redes
REDES RAMIFICADAS
Características
Las arterias
tendrán una
longitud
máxima de
1.000 m
Son utilizadas
en núcleos
urbanos de
1.000 hab
El agua corre
siempre en el
mismo sentido
Fuentes Paola

6. Fuentes Paola
Tipos de Redes
REDES RAMIFICADAS
•Sencillo de calcular
•Resulta a primera vista mas
económico
Ventajas:
•Una rotura puede originar el
entorpecimiento e incluso el
corte general
•En los extremos o finales de la
ramificación presentan el
inconveniente
Desventajas:

7. Tipos de Redes
REDES MALLADAS.
Son tuberías principales que se comunican
unas con otras, formando circuitos cerrados.
Características
Dos extremos
indistintamente
Abastecerá
un máximo
de 1.500
viviendas y
a un mínimo
de 500
La red
quedará
dividida en
sectores
mediante
llaves de
paso
Fuentes Paola

8. Tipos de Redes
REDES MALLADAS.
•Libertad en sentido de
circulación
•Mejor repartición de la
presión
•Mayor seguridad en el
servicio
Ventajas:
• Mas costoso
• Calculo hipótesis
Desventajas:
Fuentes Paola

9. Tipos de Redes
REDES MIXTAS.
Características
Adaptables a
sistemas mixto
de distribución
No podrán
abastecer a
más de 200
viviendas
Presión
dentro de
límites
recomendabl
es (30 a 45
m.c.a)
Es un conjunto de combinación de
redes malladas y ramificadas
Fuentes Paola

10. Fuentes Paola
Tipos de Redes
REDES DE UN SOLO PISO
Cuando las presiones estáticas máximas que
hacen falta para alcanzar las presiones
dinámicas mínimas necesarias, resulten, en
todos los puntos de la red, iguales o
inferiores a los seis kilogramos por
centímetro cuadrado.
Según el modo en que se distribuye la presión, las redes pueden ser:
REDES ESCALONADAS
En el caso de topografías muy
accidentadas, puede existir
sectores en que las presiones
máximas que puedan producirse
superen los seis Kilogramos por
centímetro cuadrado (6
Kgf/cm2), resultará necesario,
por tanto, dividir la superficie
afectada por la ordenación en el
número suficiente de pisos.
REDES POR IMPULSIÓN
En determinados supuestos se hace
necesario organizar una impulsión
para superar algún obstáculo
orográfico del relieve, en estas
circunstancia se hace imprescindible
el empleo de redes por impulsión.

11. Fuentes Paola
Consideraciones para el diseño y análisis de redes
Delineamiento de redes
Consiste en delinear el recorrido de las tuberías desde la conexión domiciliaria
hasta cada uno de los ambientes que contienen servicios sanitarios. Para ello se debe
considerar:
-Los tramos horizontales
- Los tramos verticales
-En lo posible debe evitarse cruzar elementos estructurales
-Debe procurarse formar circuitos
-Es necesario colocar una válvula de interrupción después del medidor.
-Las tuberías de aducción e impulsión deben llevar una válvula de retención
·
-Al ingreso de cada ambiente debe instalarse en lo posible una válvula.

12. Consideraciones para el diseño y análisis de redes
Fuentes Paola
Graficación de las redes de agua y desagüe
Determinación de diámetros
Presiones mínimas y máximas:
·Presión máxima: presión máxima debe ser
de 5.0 kg/cm2,
·Presión mínima: suficiente para dar un valor
de 0.6 Kg/cm2 en muebles de baja presión o
tanque bajo, y de 1.05 Kg/cm2 en el caso de
muebles con fluxómetro

13. Asignación de gastos y casos
de análisis
•Gastos de diseño
La red de distribución debe estar diseñada para satisfacer las siguientes condiciones
Qmaxhorario Qincendio
diseño hidráulico y pasos
a seguir
•Calcular el gasto teórico
•Comparar velocidades
•Verificar la línea piezometrica
•Gasto unitario
ES EL GASTO UTILIZADO PARA CADA TRAMO CUANDO SE CARECE
DE INFORMACIÓN DE CAUDAL EN LOS TRAMOS, y SE TRABAJA EN
FUNCIÓN DE LA LONGITUD DE LOS TRAMOS.
•Gasto por tramo
ES EL GASTO DE CONSUMO PARA CADA TRAMO,

14. Alternativas de sistemas de
distribución
Red de distribución por gravedad
Red de distribución
interconectadas
Red de distribución por bombeo

15. Para redes complicadas los métodos de
análisis:
 Método iterativo o por tanteo
 Método computadora analógica
 Método de Hardy Cross
Casos de análisis de redes de
distribución
debe complementar las condiciones mas desfavorables
• Caso I. Consumo máximo horario con bomba trabajando
• Caso II. Consumo máximo horario con bomba parada
• Caso III. Consumo de incendio con bomba trabajando
• Caso IV. Consumo de incendio con bomba parada
• Caso V. Consumo nulo con bomba trabajando

16. Selección de Diámetros.

17. Calculo de Presiones.
La presión , a veces conocida como presión hidrostática, se
refiere a los líquidos que están estáticos. Aunque el
movimiento de las olas y ondas por encima de la superficie
del agua puede hacer que el cálculo de la presión del agua
en la superficie sea difícil de obtener.

18. Calculo de Presiones.
Obtén la presión atmosférica en kilogramos para cada metro por segundo al
cuadrado (kg/ms²), de la superficie del agua utilizando el barómetro.
Observa los valores estándar de la densidad del agua y la aceleración
gravitatoria de la tierra. El valor estándar de la densidad de agua es 1000kg/m³ y
el valor de la aceleración gravitatoria de la tierra es 9,81m/s².
P = A + (L x G)

19. Calculo de Presiones.

20. Método de Hardy Cross
Conservación de masa: La suma
algebraica de los caudales en cada
nodo debe ser igual a cero.
Conservación de la energía: La “suma
algebraica” de las pérdidas de energía
en cada circuito cerrado debe ser nula.
Para la resolución de una red de tuberías se requiere el empleo de algún procedimiento
apropiado, y múltiples métodos se han desarrollado con ese objetivo, sin embargo uno
de los primeros y más empleados es el de Hardy Cross (1936) o método de
aproximaciones sucesivas. Este método está basado en dos principios fundamentales:
Para la aplicación del método, es conveniente formular la ecuación de pérdida en
tuberías de la siguiente manera:

21. El método de Hardy-Cross permite determinar los
caudales que circulan por cada tramo de la red,
esto se logra mediante un proceso iterativo, el cual
se indica a continuación:
1. Se debe dividir la red en circuitos cerrados (lazos). Se debe verificar que
todos los tramos de tubería estén por lo menos en uno de los circuitos.
2. Se aplica la conservación de la masa en cada uno de los nodos. Debe
tenerse cuidado en las ecuaciones generadas, debido a que algunas se
puede repetir.
3. Se supone un caudal para cada tramo, respetando la conservación de la
masa en cada nodo.
4. Se determine el factor de fricción de cada tramo con el valor de caudal
asumido previamente.
5. Se determinan las pérdidas de cada tramo según la ecuación,
modificando la ecuación de la siguiente manera
De esta manera se corrige la expresión si alguno de los caudales es negativo (es
decir, si el flujo va en dirección contraria a la asumida).

22. 6. Se calcula la suma algebraica de la pérdida de carga de cada tramo ( Σ h), en
este caso se debe aplicar un convenio de signos: Si el flujo va encontrar de
las manecillas del reloj, se consideran las pérdidas y el caudal con signo
negativo. En caso contrario, si el flujo va en la misma dirección de las
manecillas del reloj, las pérdidas y el caudal serán positivos. En la figura
mostrada se puede apreciar una simplificación de la red de la figura
anterior.
Al estudiar el circuito I, las pérdidas y el caudal del tramo 1 son positivas
mientras las del tramo 2 son negativas; en tanto que para el circuito II, las
pérdidas y el caudal del tramo 2 son positivos, pero las del tramo 3 son
negativas.

23. 7. Para cada tramo se procede a calcular la derivada respecto al caudal
de la pérdida de carga:
8. Para cada circuito se calcula el término de corrección de caudal:
9. Se procede a corregir el caudal de cada tramo con la
siguiente expresión:
10. Se repite el procedimiento desde el paso 4, con el nuevo valor de caudal, hasta
conseguir un valor de ∆Q lo suficientemente pequeño (a criterio del ingeniero)
como para considerarlo despreciable.

24. Localización de Llaves de Paso
En la tubería de servicio de agua al edificio
desde la fuente de abastecimiento publico
(acometida).
En la tubería de distribución de agua, en
el punto de entrada a la estructura.
Aguas arriba de cualquier medidor de agua.
Estos deberán ser instalados en los siguientes lugares:

25. En la base de cada columna de agua, en todas las
edificaciones, excepto en aquellas de dos pisos o
menos y en viviendas residenciales de una o dos
familias.
A la entrada de cualquier tubo de abastecimiento
de agua hacia una unidad residencial.
En la tubería de abastecimiento de agua a un tanque
de almacenamiento por gravedad o la presión.
Localización de Llaves de Paso
En la tubería de abastecimiento de agua a cada
calentador de agua.
Estos deberán ser instalados en los siguientes lugares:

26. Localización de las válvulas de cierre
En la conexión de abastecimiento a cada aparato o
pieza sanitaria.
En la tubería de abastecimiento de agua a cada
aparato electrodoméstico o equipo mecánico.
Las válvulas de cierre deberán ser instaladas en las siguientes
localizaciones:

27. Son las encargadas de trasportar el agua a presión hasta el sitio de consumo;
las cuales pueden clasificarse en tuberías de hierro, tuberías de acero, tuberías
de concreto, tubería de asbesto cemento, tuberías de plástico.
Según Mijares [1983], se pueden clasificar según su función de la siguiente
manera:
Tubería matriz
(mayor de 400mm)
Tuberías arteriales o
principales
Tuberías de relleno
Tuberías de servicio
TUBERÍAS

28. En la selección del material de la tubería intervienen características tales
como: resistencia mecánica, durabilidad, resistencia a la corrosión, capacidad
de conducción, economía, facilidad de conexión y reparación, y especialmente
la conservación de la calidad del agua.
La resistencia mecánica de la tubería le permite soportar cargas externas, como
cargas estáticas (relleno de la zanja) y cargas dinámicas (tráfico). Además, le permite
soportar cargas internas (presión hidrostática), tanto de operación como transitorios
hidráulicos (golpe de ariete), aunque en redes de distribución los transitorios son
relativamente pequeños. Influye también en la resistencia a daños durante su
instalación

29. Profundidades de
Tuberías
Cuando se instalan tuberías para la conducción de agua potable,
paralelamente a tramos de tuberías de recolección de aguas residuales,
colector cloacal o ramal de empotramiento, se alejara una de otra la mayor
distancia libre horizontal posible. La distancia libre mínima horizontal
exterior entre las tuberías para la conducción de agua potable y los
colectores cloacales será de dos (2) metros, y la cresta del colector cloacal o
ramal de empotramiento deberá quedar a una distancia vertical exterior, no
menor de 0.20 metros por debajo de la parte inferior de la tubería de agua
potable.

31. Arocha (1997 ) presenta una clasificación de las tuberías en función
de la presión de servicio usada para PVC.

32. Clases de tuberías en función de la presión, tuberías de acero, HG,
HFD o de ACP.

33. Tipos de tuberías de acero HG, HFD o de ACP; en función de
presión.

34. HIDRANTES
Los hidrantes son conexiones especiales de la red que se ubican a cierta
distancia, distribuidos en las calles. Existen dos tipos de hidrantes: públicos y
contra incendio.
Los hidrantes públicos consisten de llaves comunes colocadas en pedestales
de concreto o de mampostería que pueden usarse como llaves comunitarias
pues pueden emplearlos varias familias dependiendo de su cercanía con el
hidrante.
Generalmente se ubican, cuando es posible, a distancias menores de 200 m,
aunque pueden localizarse a distancias hasta de 500 m en lugares no muy
densamente poblados.

35. Los hidrantes públicos pueden tener una sola llave (hidrantes simples) o varias
(hidrantes múltiples), y algunos disponen incluso de un pequeño
almacenamiento. Es preferible que el hidrante simple no lo usen más de 70
personas aunque un hidrante múltiple puede dar servicio a 250 o hasta 300
personas.
Los hidrantes contra incendio son tomas especiales distribuidas en las calles a
distancias relativamente cortas, de fácil acceso con el fin de conectar
mangueras para combatir incendios.

36. Clasificación de los hidrantes
Los hidrantes se clasifican de acuerdo al nivel de sus bocas de agua con respecto
al piso en:
Hidrantes de Poste (Superficial)
Es aquel cuyas bocas de agua se
encuentran por encima del nivel del
piso o acera.

37. Hidrantes Subterráneos o de
Tranquilla.
Es aquel cuyas bocas de agua se
encuentran por debajo del nivel del piso
o acera.
Hidrantes de pared.
Es aquel cuyas bocas de agua se encuentran
instaladas sobre la superficie de una pared y por
encima del nivel del piso, con sus mecanismos
de control y tuberías embutidas o detrás de la
misma.

38. CONEXIONES DOMICILIARIAS: son el conjunto de piezas y tubos
que permiten el abastecimiento desde la red de distribución hasta el
usuario. No está permitido instalar conexiones domiciliarias en líneas
de impulsión ni de conducción, ni en las troncales de sector.
Las conexiones domiciliarias de agua potable serán de tipo simple y
estarán compuestas de Elementos de Toma y Conducción.
 Elementos de toma: abrazadera de derivación. Esta constituida por
los elementos:
• Para tuberías rígidas (asbesto cemento):
 Brida telescópica con banda de acero inoxidable AISI 304 de 1.5 mm
de espesor o termoplástica PVC-U de 5 mm de espesor.
 Montura de material Termoplástico PVC-U o de Hierro Dúctil GG40
revestido con epoxi curado al horno.
 Empaquetadura de EPDM.
 Pernos y tuercas de acero inoxidable, PVC-U, u otro material no
corrosible

39. • Para tuberías flexibles (PVC y PE):
 Abrazadera de 2 cuerpos Termoplástica C-PPR o
Polipropileno, con pernos, tuercas de acero inoxidable y
empaquetadura o elastómero: NBR, EPDM o SBR.
 Abrazadera para electro soldar en tubería de polietileno
ISO 15875.
 Elementos de conducción : Tubería de conducción de
polietileno que empalma desde la abrazadera hasta la
caja del medidor