TEMA DESARROLLADO EN EL CUARTO MODULO DEL DIPLOMADO DE SANEAMIENTO URBANO Y RURAL

1. Ing: Giovene Pérez Campomanes
Huamanga, 24 de setiembre del 2016

2. CONTENIDO
2
1. Introducción
2. Tanque de almacenamiento
3. Redes de distribución de agua.
4. Ejemplos de diseño.
5. Evaluación.

3. INTRODUCCION
3
Los estudios básicos, técnicos y socioeconómicos,
que deben ser realizados previamente al diseño del
tanque de almacenamiento de agua, son los
siguientes:
Evaluación del sistema de abastecimiento de agua
existente.
Determinación de la población a ser beneficiada:
actual, al inicio del proyecto y al final del proyecto.
Determinación del consumo promedio del agua y
sus variaciones.

4. I. DEFINICIONES

5. Consumo de agua: La dotación mínima a
adoptarse debe ser suficiente para satisfacer los
requerimientos de consumo: Domestico,
Comercial, Industrial, Social y publico, así como
considerar las perdidas de la red de distribución.

6. Dotación media diaria: Se refiere al consumo anual
total previsto en un centro poblado dividido por la
población abastecida y el numero de días del año.
Es el volumen equivalente de agua utilizada por una
persona en un día.
Para sistemas nuevos de agua potable, en zonas
rurales, donde la disponibilidad de agua no llegue a
cubrir la demanda de la población (consumo
restringido), se debe calcular la dotación en base al
caudal medio mínimo de la fuente y la población
futura.

7. En caso de establecerse una dotación menor a 30
l/hab-d, solamente se deben considerar las piletas.

8. Dotación futura de agua: Se debe estimar con un
incremento anual del 0.50 % y el 2 % de la dotación
media diaria, aplicando la siguiente formula:
De donde:
Df: Dotación futura en l/hab-d.
Do: Dotación inicial en l/hab-d
d: Variación anual de la dotación en porcentaje.
t: Numero de años de estudio en años.

9. Variación de consumo: Son los caudales de diseño
que deben ser estimados por el dimensionamiento
de los diferentes componentes del sistema de agua
potable. Se deben tener en cuenta los siguientes
caudales:

10. Caudal medio diario: Es el consumo diario de una
población, obtenido en un año de registro, de acuerdo a
la siguiente expresión:
De donde:
Qmed: Caudal medio diario en l/s.
Pf: Población futura en habitantes
Df: dotación futura en l/hab-d

11. Caudal Máximo diario: Es la demanda máxima que se
presenta en un día del año, se obtiene de multiplicar el
caudal medio diario y el coeficiente k1, que varia según
las características de la población:
De donde:
Qmed: Caudal medio diario en l/s.
Qmax_d: caudal máximo diario en l/s
k1: coeficiente de caudal máximo diario ,varia de 1.2- 1.5.

12. Caudal Máximo horario: Es la demanda máxima que se
presenta en una hora durante un año completo, se
obtiene de multiplicar el caudal máximo diario y el
coeficiente k2 que varia según las características de la
población:
De donde:
Qmax_h: Caudal máximo horario en l/s.
Qmax_d: caudal máximo diario en l/s
k2: coeficiente de caudal máximo horario.
POBLACION(hab.) Coeficiente k2
Hasta 2000 2.2 - 2.0
De 2000 a 10000 2.0 - 1.8
De 10001 -100000 1.8 - 1.50
Mas de 100001 1.5

13. Qmax

14. Dotación de Agua ( según la norma OS. 100)
La dotación promedio diaria anual por habitante, se
fijará en base a un estudio de consumos
técnicamente justificado, sustentado en
informaciones estadísticas comprobadas.
Si se comprobara la no existencia de estudios de
consumo y no se justificara su ejecución, se
considerará por lo menos para sistemas con
conexiones domiciliarias una dotación de 180
I/hab/d, en clima frío y de 220 I/hab/d en clima
templado y cálido.

15. Para programas de vivienda con lotes de área
menor o igual a 90 m2, las dotaciones serán de 120
I/hab/d en clima frío y de 150 I/hab/d en clima
templado y cálido.
Para sistemas de abastecimiento indirecto por
surtidores para camión cisterna o piletas públicas, se
considerará una dotación entre 30 y 50 I/hab/d
respectivamente.
Para habitaciones de tipo industrial, deberá
determinarse de acuerdo al uso en el proceso
industrial, debidamente sustentada.

16. Variaciones de consumo:
En los abastecimientos por conexiones domiciliarias,
los coeficientes de las variaciones de consumo,
referidos al promedio diario anual de la demanda,
deberán ser fijados en base al análisis de
información estadística comprobada.
De lo contrario se podrán considerar los siguientes
coeficientes:
- Máximo anual de la demanda diaria: 1,3
- Máximo anual de la demanda horaria: 1,8 a 2,5

17. Demanda Contra incendio
a) Para habilitaciones urbanas en poblaciones menores
de 10,000 habitantes, no se considera obligatorio
demanda contra incendio.
b) Para habilitaciones en poblaciones mayores de 10,000
habitantes, deberá adoptarse el siguiente criterio:
- El caudal necesario para demanda contra incendio,
podrá estar incluido en el caudal doméstico; debiendo
considerarse para las tuberías donde se ubiquen
hidrantes, los siguientes caudales mínimos:
- Para áreas destinadas netamente a viviendas: 15 I/s.
- Para áreas destinadas a usos comerciales e
industriales: 30 I/s.

19. Agua de lluvia
En lugares de altas precipitaciones pluviales deberá
considerarse algunas soluciones para su evacuación,
según lo señalado en la norma OS.060 Drenaje Pluvial
Urbano. Solo los que tengan precipitaciones >= a 10
mm en 24 Horas, deberán contar con un sistema de
alcantarillado fluvial

21. Tanques de almacenamiento: Son los que regulan
la diferencia de volumen que se produce entre el
ingreso de agua al reservorio y la salida de agua,
constituida principalmente por la demanda horaria, la
cual es variable durante las horas del día.

22. Capacidad del tanque de almacenamiento: 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

23. Volumen de regulación: Esta destinado a proveer:
• El suministro de agua en las horas de demanda máxima.
• Presiones adecuadas en la red de distribución.
El volumen de regulación debe ser suficiente para
compensar las variaciones de caudal que se presentan
entre el caudal de alimentación y el caudal de consumo
en cada instante.
El volumen almacenado correspondiente a una zona de
presión, puede estar incluido en tanques
correspondientes a otras zonas de presión cuando:

24.  Se halla demostrado que esa solución es la mas
económica para el sistema de distribución.
Incluyendo la instalación de válvulas de reductoras
de presión al pasar a otra zona de presión.
 Las obras mínimas necesarias para atender a una
etapa de construcción permitiesen esa condición de
funcionamiento temporal.

26. El calculo del volumen puede realizarse de tres
formas:
 Determinación mediante curvas de consumo
(histogramas).
 Determinación mediante hidrograma grafico.
 Determinación mediante coeficientes empíricos.

28. Determinación mediante curvas de consumo
(histogramas): 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
correspondiente de cada población o zona
abastecida y el régimen previsto de alimentación de
los tanques.
En el método analítico o grafico deben tomarse en
cuenta las características del sistema: gravedad,
bombeo, tipo de funcionamiento, continuo o
discontinuo, numero de horas de bombeo,etc.

29. Método analítico: Se hace mediante una tabla de
consumo como la que se presenta a continuación. La
ley de demanda o salida (consumo) la conocemos en
función de porcentajes (%) horarios del caudal
máximo diario (Qmax_d) , en esta misma forma se
expresa la ley de entrada(suministro).

31. Horas
Suministro
(entrada) Q
bombeo (%)
Demanda salida
Demanda
horaria ( %)
Diferencia
s
Diferencia
acumulada
0 a 1 100 40 60 60
1 a 2 100 40 60 120
2 a 3 100 40 60 180
3 a 4 100 40 60 240
4 a 5 100 90 10 250
5 a 6 100 90 10 260
6 a 7 100 120 -20 240
7 a 8 100 120 -20 220
8 a 9 100 150 -50 170
9 a 10 100 150 -50 120
10 a 11 100 150 -50 70
11 a 12 100 150 -50 20
12 a 13 100 140 -40 -20
13 a 14 100 140 -40 -60
14 a 15 100 140 -40 -100
15 a 16 100 140 -40 -140
16 a 17 100 110 -10 -150
17 a 18 100 110 -10 -160
18 a 19 100 120 -20 -180
19 a 20 100 120 -20 -200
20 a 21 100 60 40 -160
21 a 22 100 60 40 -120
22 a 23 100 40 60 -60
23 a 24 100 40 60 0
Total 2400 2400

32. Si la alimentación se efectúa solo en durante horas,
se tendrá que aumentar los caudales de entrada para
compensar las horas en que no haya suministro y
tener al final del día un total que corresponda al 2400
% horario ( 100 % durante las 24 horas). Se bombea
de la fuente al tanque durante 10 horas , la cual
bombea en dos periodos de 5 horas , de 5:00 a 10:00
y de 15:00 a 20:00 y donde el porcentaje de
suministro es:

33. Horas
Suministro
(entrada) Q
bombeo (%)
Demanda salida
Demanda
horaria ( %)
Diferencias
Diferencia
acumulada
0 a 1 100 40 60 60
1 a 2 100 40 60 120
2 a 3 100 40 60 180
3 a 4 100 40 60 240
4 a 5 100 90 10 250
5 a 6 100 90 10 260
6 a 7 100 120 -20 240
7 a 8 100 120 -20 220
8 a 9 100 150 -50 170
9 a 10 100 150 -50 120
10 a 11 100 150 -50 70
11 a 12 100 150 -50 20
12 a 13 100 140 -40 -20
13 a 14 100 140 -40 -60
14 a 15 100 140 -40 -100
15 a 16 100 140 -40 -140
16 a 17 100 110 -10 -150
17 a 18 100 110 -10 -160
18 a 19 100 120 -20 -180
19 a 20 100 120 -20 -200
20 a 21 100 60 40 -160
21 a 22 100 60 40 -120
22 a 23 100 40 60 -60
23 a 24 100 40 60 0
Total 2400 2400

34. Método Grafico: Consiste en graficar las curvas de
porcentaje de demanda y el porcentaje de suministro
de abastecimiento para el día mas desfavorable o de
mayor consumo. Determinar en este grafico las
diferencias en cada intervalo entre los volúmenes
aportados y consumidos.

35. Ejemplo 01: Se requiere determinar la capacidad
de almacenamiento del tanque de regulación del
sistema de abastecimiento de una localidad cuyos
registros del día de máximo consumo son los
siguientes:

36. HORAS
CONSUMO
(l/s)
VOLUMEN
(m3)
Vol. Acumulado
( m3)
12- 1 AM 21 75.6 75.6
1- 2 AM 20 72 147.6
2- 3 AM 24 86.4 234
3- 4 AM 39 140.4 374.4
4- 5 AM 60 216 590.4
5- 6 AM 62 223.2 813.6
6- 7 AM 52 187.2 1000.8
7- 8 AM 50 180 1180.8
8- 9 AM 46 165.6 1346.4
9- 10 AM 45 162 1508.4
10- 11 AM 44 158.4 1666.8
11- 12 M 50 180 1846.8
12- 1 PM 46 165.6 2012.4
1- 2 PM 50 180 2192.4
2- 3 PM 49 176.4 2368.8
3- 4 PM 48 172.8 2541.6
4- 5 PM 39 140.4 2682
5- 6 PM 35 126 2808
6- 7 PM 30 108 2916
7- 8 PM 24 86.4 3002.4
8- 9 PM 23 82.8 3085.2
9- 10 PM 22 79.2 3164.4
10- 11 PM 20 72 3236.4

37. 0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
CONSUMOSL/S
CURVA DE VARIACIONES HORARIAS
Series1

38. 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Volumenacumulado Volumen de almacenamiento
Series1

39. Para el calculo del volumen de almacenamiento en la
forma grafica, se grafica las curvas de masa de
demanda y de suministro, en los mismos intervalos
de tiempo. En los puntos máximos de la curva masa
de la 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 esta por arriba de la de suministro , la
diferencia de ordenada representara un excedente, o
en caso contrario equivaldrá a un faltante.

42. Volumen de regulación por hidrograma grafico:
El método consiste en:
Sistema de gravedad: el método consiste en igualar
la sumatoria de cuadraditos de los faltantes con los
excedentes.
A1+A3=A2: AEF

43. Sistema de bombeo: El método consiste en igualar
la sumatoria de cuadraditos de los faltantes dentro de
los periodos de bombeo, con la sumatoria de
cuadraditos de excedentes fuera del periodo de
bombeo.
A1+A3=A2: AEF

44. Volumen de regulación por coeficientes
empíricos:
El volumen mínimo de almacenamiento, necesario
para compensar la variación diaria del consumo,
debe ser determinado de acuerdo con los siguientes
criterios:
Para sistemas por gravedad, el volumen del tanque
de regulación debe estar entre el 13 a 15 % del
consumo máximo diario.
 Para sistemas por bombeo, el volumen del tanque
de regulación debe estar entre el 15 % a 25 % del
consumo máximo diario, dependiendo del numero y
duración de las horas de bombeo, así como de los
horarios en los que se realicen dichos bombeos.

45. Para cualquiera de los casos el volumen debe ser
determinado utilizando la siguiente expresión:
De donde:
VR = Volumen de regulación en m3
C= Coeficiente de regulación
t: Tiempo en días; 1 día en mínimo.
Variación del coeficiente de
regulación ( C)
Sistemas de gravedad 0.15 - 0.30
Sistemas de bombeo 0.15-0.25

46. Volumen contra incendios:
Este volumen esta destinado a garantizar un
abastecimiento de emergencia para combatir
incendios, y debe estar establecido de acuerdo con la
entidad que tiene a su cargo la mitigación de
incendios, atendiendo a las condiciones de capacidad
económica, las condiciones disponibles de protección
contra incendios y las necesidades de protección.
Debe ser determinado en función de la importancia,
la densidad de zona a servir y el tiempo de duración
del incendio.

47. Se debe considerar los siguientes casos:
Para zonas con densidades poblacionales menores
a 100 hab/ha, considerar un caudal contra
incendio(Qi) en la red de distribución de 10 l/s.
Para zonas con densidades poblacionales(DP)
comprendidas entre 100< DP < 300 hab/ha,
considerar un caudal contra incendio(Qi) en la red
de distribución de 15 l/s.
Para zonas con densidades poblacionales mayores
a 300 hab/ha, a considerar un caudal contra
incendio (Qi), en la red de distribución de 32 l/s.
Y se debe calcular para incendios de entre 2 a 4
horas, a través de la siguiente expresión:

48. De donde:
Vi =Volumen para la lucha contra incendios en m3.
Qi= Caudal para la lucha contra incendios en l/s.
t = Tiempo de duración del incendio en horas.
P= Numero de habitantes.
CONSTANTE DE LA
CAPACIDAD DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
V( cientos de m3) K
<3 2
4-6 1.8
7-9 1.5
10-13 1.3
14-16 1
>17 0.7

49. Volumen de reserva: Este volumen prevé el
abastecimiento de agua durante las interrupciones
accidentales de funcionamiento de los componentes
del sistema situados antes del tanque de
almacenamiento o periodos de reparación y
mantenimiento de obras de captación, conducción,
tratamiento y/o casos de falla en el sistema de
bombeo. Se debe considerar un volumen equivalente
a 4 horas de consumo correspondiente al caudal
máximo diario:
De donde:
t: Tiempo en horas.

50. Reducción de la capacidad del tanque:
Podrá proyectarse tanques de almacenamiento con
volúmenes diferentes a los consignados en los
numerales anteriores, siempre que sean justificados
técnicamente.
En el caso de conducciones de poca longitud que
cuente con dos fuentes independiente entre si, deben
disminuir o distribuirse el volumen de
almacenamiento de acuerdo:

51.  En el caso de fuente subterránea se debe
reducir el volumen de almacenamiento elevado,
pues se considera que el acuífero cumple las
funciones de reserva. El deposito elevado debe
cumplir con la función de regulación entre los
caudales afluentes y efluentes, mas una
pequeña reserva para emergencias.
 Para los casos en que la captación sea superficial
se debe distribuir el volumen de almacenamiento
entre cisterna y tanque elevado cuya función será
similar a la mencionada.

52. Ubicación del Tanque: Su ubicación deben ser
fijados para garantizar que las presiones dinámicas
en la red de distribución se encuentran dentro de los
limites 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, siempre
que la presión estática al nivel de agua máximo.
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.

53. Cuando una zona
de emplazamiento
para un tanque de
almacenamiento no
presenta 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.

54. Tipos de tanque:
 Tanque de cabecera ( regulación)
 Tanques superficiales
 Tanques elevados
 Tanques de compensación ( Cola)

56. Tipo de material:
 Ferrocemento
 Hormigón armado
 Hormigón ciclópeo
 Mampostería de piedra o ladrillo
 Metálicos
 Fibra de vidrio
 Otros.

57. Accesorios de un tanque de almacenamiento
Tubería de entrada: El diámetro de esta tubería esta
definido por la línea de impulsión, y deberá estar
provista de una válvula compuerta de cierre de igual
diámetro antes de la entrada al reservorio.
Tubería de paso: Se debe considerar el uso de un by
pass con el objeto de mantener el servicio mientras
se efectúa el lavado o reparación del tanque.

58. Tubería de salida: El diámetro de la tubería de salida
será la correspondiente al diámetro de la matriz de
distribución, debiendo estar provisto de una válvula
compuerta de cierre. Y debe ser calculada de modo
que la velocidad máxima a través de los elementos
que la constituyan no sobre pase 1.5 veces la
velocidad en la tubería que sigue a la misma y no
debe sobrepasar una perdida de carga de 0.5 m.

59. Tubería de limpieza: Se debe de ubicar en el fondo del
reservorio el cual deberá contar con una pendiente no
menor a 1%, hacia la tubería de limpieza. El diámetro de
la tubería de limpieza será diseñada para permitir el
vaciado del tanque en un tiempo no mayor de 4 horas.
Para el calculo del área de orificio de la tubería de
limpieza debe utilizarse la formula siguiente:
De donde:
T: Tiempo de vaciado (s)
S: Area superficial del tanque en m2
h:Carga hidráulica sobre la tubería en m.
Cd: Coeficiente de fricción ( 0.6-0.65)
Ao: Area del orificio de desagüe en m2
g: Aceleración de la gravedad en m/s.

60. De donde:
t: Tiempo de vaciado en s.
S: Superficie del tanque en m2.
μ:Coeficiente que depende de la relación L/D, siendo, L la
longitud de la tubería recta o la longitud equivalente,
acorde con los accesorios, y D el diámetro de la tubería.
h:Altura de la lamina de agua en m.
m.c.a: metro de columna de agua.

61. Tubería de rebose: Debe de ser dimensionada para
posibilitar la descarga del caudal de bombeo que
alimenta el reservorio.
El diámetro de la tubería de rebose estará determinado
por la altura de la cámara de aire en el reservorio,
evitándose presionar la tapa del mismo.
Para el calculo se debe emplear la formula general de
orificios:
De donde:
Q: Caudal máximo diario o caudal de bombeo en m3/s
Cd: Coeficiente de contracción ( Cd: 0.6)
A: Area del orificio del desagüe en m2
h:Carga hidráulica sobre la tubería de desagüe en m
g: Aceleración de la gravedad ( m/s2).

62. DISEÑO REDES DE DISTRIBUCION DE
AGUA POTABLE

63. Parámetros de diseño: Para el diseño de redes de
distribución de agua potable se debe tener en cuenta lo
siguiente:
La concepción básica del sistema de abastecimiento
Los trabajos topográficos de la localidad y sus áreas de
expansión, que incluye:
Perímetro urbano de la ciudad.
Áreas de expansión previstas en el plan regulador.
Áreas cuyo desarrollo es evidente y no están previstas
en el plan regulador.
Áreas que están prohibida la ejecución de obras de
abastecimiento (parques urbanos, reservas forestales,
etc.).

64. Vías de ferrocarril y vehiculares existentes y
proyectadas.
Cursos de agua con sus obras de canalización
previstas y proyectadas.
Puentes, viaductos, y otros pasos de cursos de agua,
vías publicas y calles.
Urbanizaciones existentes, tipo de pavimento
existente y futuros.
Relevamiento de las partes del sistema de
distribución existente, debidamente localizados en
planos topográficos
Información de componentes de sistemas existentes
y otros.

65. Area del proyecto: Debe comprender la población
del proyecto y las áreas industriales y comerciales,
presentes y resultantes de la expansión futura.
El área del proyecto debe estar definida mediante la
interrelación de caminos, calles, ríos, y otros
accidentes geográficos y demarcada en planos cuya
escala permita mostrar los accidentes geográficos
utilizados para la demarcación.

66. Trazado de red: Preferentemente deben proyectarse
las redes cerradas cuando las posibilidades técnicas
y económicas lo permitan. La forma y longitud de las
mismas debe ceñirse a las características
topográficas de la localidad, densidad poblacional, y
ubicación del tanque de almacenamiento.
La red abierta: Se debe aplicarse en poblaciones
dispersas y/o nucleadas que presenten desarrollo a
lo largo de las vías de acceso a la población, donde
los tramos de tuberías para cerrar círculos resulten
muy largos o de escasa utilidad.

67. La red mixta: Debe aplicase a poblaciones
nucleadas y además presentan un desarrollo a lo
largo de las vías de acceso.

68. Presiones de servicio:
Durante el periodo de la demanda máxima horaria, la
presión dinámica mínima en cualquier punto de la red
no debe ser menor a:
En el caso de sistemas con tanques de almacenamiento,
las presiones deben referirse al nivel del agua
considerando el nivel del agua mínimo del tanque de
almacenamiento. La presión máxima en una red, no debe
ser superior a 50 m.c.a. La presión estática aconsejable y
permitida en tuberías de distribución será de 50 m.c.a. y
Presión dinámica: 10 mca.
POBLACION( Hab.) PRESION( m.c.a)
<= 2000 5
2001<= 10000 10
>10000 13

69. Velocidad de diseño: Bajo ningún caso deben ser
menores de 0.60 m/s, para garantizar la
autolimpieza del sistema( *)
La velocidad máxima en la red de distribución no
debe ser mayor a 3.00 m/s.(*).
Aplicando la formula de Mougnie, que se emplea en
velocidades ideales para cada diámetro, y esta
dada por:
De donde:
V: Velocidad en m/s
D: Diámetro de la tubería en m.

70. Diámetros mínimos:
Los diámetros mínimos de las tuberías principales
para redes cerradas deben ser :
En redes abiertas, el diámetro mínimo de la tubería
principal debe ser de 1”.
POBLACION( Hab.) Diametro( pulg.)
<= 2000 1
2001<= 10000 1 1/2
>20000 2

71. Caudales de diseño: La red de distribución debe
calcularse con el caudal máximo horario o con el
caudal máximo diario mas la demanda contra
incendios, utilizando para el diseño el mayor valor
resultante.
La estimación de los consumos debe ser realizada:
 Mediante el análisis de los datos de medición, en
poblaciones con sistema de abastecimiento de
agua de consumo medido.
 Mediante datos de poblaciones próximas
considerando el grado de semejanza de las
condiciones socioeconómicas, en poblaciones que
no dispongan de datos de consumo.

73. Ubicación y profundidad de las tuberías:
Debe colocarse doble vía en una calle, cuando:
 El ancho de la vía es mayor a 18 m.
Existe intenso trafico de vehículos de alto tonelaje.
Existe de reposición de pavimentos de las
conexiones domiciliarias fuese mas caro que la
construcción de red doble.
La separación entre tuberías de agua potable y
alcantarillado debe ser de 1.50 m en planta,
debiendo colocarse la tubería de agua potable a
0.30 m como mínimo por encima de la del
alcantarillado.

74. Las tuberías principales deben formar circuitos
cerrados siempre que:
El área a ser atendida fuera mayor a 1km2.
La distancia media entre dos tuberías dispuestas
según el trazado paralelo fuera igual a 250 m.
La distancia media entre las tuberías dispuestas
según un trazado paralelo fuera igual a 250 m.
La distancia media entre las tuberías que se
localizan junto a la periferie del área abastecible y/o
el perímetro del área abastecible fuese igual o
superior a 150 m.

75.  Fueran así exigidas por la entidad contratante.
Se pretende una mayor seguridad de continuidad
en el abastecimiento.
El caudal máximo previsto para abastecer el área
contenida en el circuito cerrado fuese igual o mayor
a 25 l/s.

76. Válvulas reguladoras e hidratantes:
La red de distribución debe ser provista de válvulas
destinadas a interrumpir, controlar o regular el flujo
de agua en la tubería, se pueden considerar los
diferentes tipos de válvulas:
Si el sentido del flujo es contrario al deseado, la
válvula se cierra y no permite que circule el caudal
por ella.
Si el sentido real del flujo es igual al deseado y el
valor de la presión de entrada a las válvulas es
inferior al de la deseada, la válvula no produce
perdidas y trabaja totalmente abierta.

77. Válvulas reguladoras e hidratantes:
Si el sentido real del flujo es igual al deseado y el
valor de la presión de entrada a la válvula es
superior al de la deseada l válvula trabaja
parcialmente abierta produciendo unas perdidas de
altura tales que la presión inmediatamente aguas
debajo de si misma iguale a la presión deseada.

78. La distancia que se coloca la válvula del nodo
aguas arriba de la tubería en la que se encuentra
localizada (y por tanto, del nodo aguas abajo), debe
tenerse en cuenta debido a que las perdidas
producidas por la válvula varían en función de esta
posición.

79. Los hidratantes para combatir incendios deben
instalarse en tuberías de diámetro de 75 mm. Deben
ubicarse de acuerdo a un estudio especifico, con
preferencia en lugares próximos a establecimientos
públicos e industriales vulnerables a los incendios, a
una distancia entre ellos no mayor de 500 m, para
poblaciones de 10000 habitantes a 100000
habitantes y no mayor a 1000 m, para poblaciones
mayores a 100000 habitantes.
Cada hidratante debe llevar su propia válvula para
aislarlo de la red.

80. Pendientes: Las pendientes deben ser:
 J: 0.04 %, cuando el aire circula en el sentido de
escurrimiento del agua.
J: 0.10 a 0.15 %, cuando el aire circula en el
sentido contrario al escurrimiento del agua.
En este ultimo caso la pendiente de la tubería no
debe ser menor que la pendiente de la línea
piezometrica.

81. Tipos de redes:
Red abierta o ramificada.
Red cerrada o anillada.
Red mixta o combinada.

82. Red abierta o ramificada: Esta constituida por
tuberías que tienen forma ramificada a partir de una
línea principal; puede emplearse en poblaciones
semidesérticas y dispersas o cuando las razones
topográficas o de conformación de la población no es
posible un sistema cerrado.
Determinación de caudales en redes abiertas:
Se debe de considerar el numero de conexiones,
para redes de mas de 30 conexiones debe aplicarse
los siguientes métodos:

83. 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 agua a los
distintos puntos o zonas de distribución. Se anotan
las longitudes de cada tramo.
Calcular el caudal unitario por metro lineal del tubo,
dividiendo el caudal máximo horario entre la
sumatoria de longitudes virtuales de la red.

84. La longitud virtual es un concepto que se utiliza para
determinar el caudal que circula por cada tramo de
tubo, a este se le denomina caudal propio.
De donde:
Qu: Caudal unitario por metro lineal en l/s-m
Qmax_h: Caudal máximo horario en l/s
ΣLvirtual: Sumatoria de las longitudes virtuales de cada
tramo de la red en m.

85. Numerar los nodos existentes de la red.
 Calcular el caudal propio de cada tramo de la red,
multiplicando el coeficiente de gasto q, por la
longitud virtual del tramo del tubo.
De donde:
Qtramo i : Caudal en el tramo “ i” en l/s.
Qu: Caudal unitario por metro lineal de tubería en l/s-
m
Lvirtual: Longitud virtual del tramo “i” en m.

86. Partiendo del tramo mas distante hasta el mas
cercano al deposito de regularización se hace la
sumatoria de los caudales acumulados, tomando
en cuenta los caudales de los tramos secundarios.
Determinar el diámetro de cada tramo, en base al
caudal acumulado que debe conducir ,
considerando en el extremo o nudo terminal.
Se procede al diseño de la red.

87. Método de la repartición media:
El caudal por nodo debe determinarse utilizando los
caudales de los tramos adyacentes. El caudal de
tramos adyacentes debe determinarse con el caudal
por tramo, repartiéndolos en partes iguales a los
nodos de sus extremos. El caudal en cada tramo
debe determinarse por el método de longitud unitaria

88. Numero de simultaneidad y numero de grifos:
Para redes con menos de 30 conexiones debe
determinarse el caudal por ramal, utilizando el
método probabilístico o de simultaneidad, basado en
el coeficiente simultaneidad y numero de grifos.
El caudal por ramal es:
De donde:
Qramal: Caudal de cada ramal en l/s
K: Coeficiente de simultaneidad

89. Diseño hidráulico:
En el diseño hidráulico de las tuberías de redes
abiertas deben considerarse los siguientes aspectos:
La distribución del caudal es uniforme lo largo de la
longitud en cada tramo.
 La perdida de carga en el ramal debe ser
determinada para el caudal del tramo.
Los caudales puntuales (escuelas, hospitales, etc.).
Deben ser consideradas como un nodo.

90. Diseño hidráulico:
Para el calculo de ramales debe considerarse un
caudal mínimo de 0.10 l/s.
En el diseño hidráulico de la red abierta, se emplea
las siguientes formulas: Flamant, Darcy - Weisbach,
Hazen-Wiliams entre otros.

91. Red cerrada o anillada:
Su característica primordial es tener algún tipo 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 alcanzado simultáneamente por mas de
una tubería, aumentando así la confiabilidad del
abastecimiento.

92. En las redes matrices son redes abiertas mientras
que las redes secundarias son redes cerradas en el
sentido de que están conformados por circuitos. Sin
embargo, puede haber casos en que las redes
matrices contengan circuitos y parcialmente las redes
de distribución sean abiertas.

93. Determinación de caudales en redes cerradas:
Estas se determinan por los siguientes métodos:
Método del área unitaria:
Cuando se trata de un sistema de distribución en
anillado para determinar los caudales se pueden
mecanizarse en los siguientes casos:
Contar con un trazo tentativo de la red de
distribución en malla mostrando las líneas de
alimentación

94. Calcular el caudal unitario en cada nodo de la red
dividiendo el caudal máximo horario con el área
total de influencia de la zona a proyectar de la red
de distribución.

95. Método de densidad poblacional:
El caudal en el nodo es:
De donde:
Qi: caudal en el nudo “i” en l/s.
Qp: caudal unitario poblacional en l/s-hab.
Qt: caudal máximo horario en l/s
Pt: Población total del proyecto en hab.
Pi: Población de área de influencia del nudo “i” en hab.

96. Método del numero de familias:
El caudal en el nodo es:
De donde:
Qn: caudal en el nodo “n” en l/s.
Qu: caudal unitario en l/s-familia.
Qt: caudal máximo horario en l/s
Nf: Numero total de familias.
Nfn: Numero total de familias en el área de influencia del
nudo “n”.

97. Diseño hidráulico de redes cerradas:
Se deben considerar los siguientes aspectos:
Determinar la áreas de influencia de cada nudo de la
red, trazando mediatrices en los tramos, formándose
figuras geométricas alrededor del nudo y estas se
multiplican por el caudal unitario, así obteniendo el
caudal de demanda en cada nodo de la red de
distribución.
El caudal en el nodo es:
De donde:
Qnudoi: caudal en el nodo”i”, en l/s.
Qu: caudal unitario superficial en l/s-ha.
Ai: Area de influencia del nudo”i” en ha.

98. El caudal total que llega al nodo debe ser igual al
caudal que sale del mismo.
La perdida de carga entre dos puntos por cualquier
camino es siempre la misma.
En las redes cerradas se podrán considerar los
siguientes errores máximos:
0.10 m.c.a, de perdida de presión como máximo en
cada malla y/o simultáneamente debe cumplir se
en todas las mallas.

99. 0.10 l/s, como máximo en cada malla y/o
simultáneamente en todas las mallas. Las redes
cerradas no deben tener anillos mayores a 1 km por
lado.
Preferentemente las perdidas de carga en tuberías
principales y secundarias deben estar alrededor de
10m/ km.
Para el análisis hidráulico de una red de distribución
cerrada puede utilizarse el siguiente método:

100. Método de Hardy- Cross: Es un método de
aproximaciones sucesivas por lo cual se realizan
correcciones sistemáticas a los caudales
originalmente asumidos (caudales de transito por las
tuberías) hasta que la red se encuentre balanceada.
En un nodo cualquiera de una red cerrada, la
sumatoria de caudales que entran (afluentes +) a
nudo es igual a la suma de caudales que salen
(efluentes -) del nudo, también la suma de perdidas a
través de una red cerrada es igual a cero.

101. De donde:
Cuando se emplee la formula de Hazen-Wiliams, para el
calculo de perdidas de carga en las tuberías, el factor de
corrección del caudal para cada malla esta dado por:

102. De donde:
r=coeficiente de resistencia, cuyo valor depende del tipo
de ecuación empleada para el calculo.
n=Exponente del caudal, que depende de la ecuación de
resistencia empleada
n=1.851 ( Hazen Williams)
n= 2.0 , según la ecuación de Darcy- Weisbach
ΔQ= variación de caudal en m3/s
Δh = perdida de carga en m/m
L= Longitud de la tubería en m.
Q= Caudal que pasa por la tubería en m3/s.
C= Coeficiente de rugosidad de la tubería según Hazen –
Williams
D= Diámetro de la tubería en m.

103. El método de Hardy- Cross corrige sucesivamente ,
iteración tras iteración, los caudales en los tramos ,
con la siguiente ecuación:

104. Piletas publicas: Deben ser proyectadas solamente
en caso de que el caudal de la fuente es insuficiente
o en caso de que la dispersión de la comunidad no
obligue por razones económicas. La distancia a la
vivienda debe estar a 200 m.
Caudal en piletas publicas:
El caudal debe ser calculado mediante:

106. De donde:
Qpp= Caudal máximo probable por pileta publica en l/h.
N= Población a servir por pileta. Un grifo debe abastecer a un
numero máximo de 5 familias (25 personas), considerando
que una pileta puede estar constituida por 2 grifos N= 50
personas.
Dc= Dotación promedio por habitante en l/hab-dia.
Cp=Porcentaje de perdidas por desperdicio, estas perdidas son
generadas por los usuarios durante los procesos de
recolección de agua(manipuleo de recipientes, llenado de
los mismos, etc). El coeficiente Cp varia entre 1.10 y 1.40
Ef= eficiencia del sistema considerando la calidad de los
materiales y accesorios . Ef varia entre 0.7 y 0.9
Fu=factor de uso, definido por Fu= 24/t. Depende de las
costumbres locales, horas de trabajo, condiciones
climatológicas, etc. Se evalúa en función al tiempo real de
horas se servicio (t) y puede varias entre 2 a 12 horas.

107. BIBLIOGRAFIA
1) Rodríguez, P(2010), Abastecimiento de agua,
Instituto tecnológico de Oaxaca. México
2) López, R. (2007), Elementos de diseño de
acueductos y alcantarillas, Segunda edición, Editorial
Escuela colombiana de ingeniería, Medellín-
Colombia.
3) Corcho, F(2007), Acueductos, Medellín Colombia.
4) Regal, A ( S/A), Abastecimiento de agua, Editorial
Ciencias, Universidad Nacional de Ingeniería .UNI-
Peru

108. 108
FIN DE LA PONENCIA
EMAIL: giovene.perez.consultores@gmail.com
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