Este documento presenta el diseño y optimización de acueductos rurales y urbanos menores en la ciudad de Sincelejo, Colombia. Incluye información sobre la población proyectada, caudales requeridos, niveles de complejidad, diseño de tanques de almacenamiento, sedimentadores y floculadores. El objetivo es mejorar el suministro de agua potable mediante el análisis y cálculo hidráulico de los componentes de los sistemas de acueducto.

1. UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIAS
PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA
SINCELEJO
2013
M.Sc EN INGENIERIA CIVIL
DISEÑO Y OPTIMIZACION DE ACUEDUCTOS RURALES Y
URBANOS MENORES
FABIAN ENRIQUE DIAZ PACHECO
STEFFY TAPIA ALVAREZ
ING. AGRÍCOLA
JOSE CERPA REYES

2. PUC PCI TUC TCI Pcp Pca Tcp Tca
ACUEDUCTO 1 50000 45000 2009 2003 50000 45000 2009 2003 2043 0.0176 0.0177
calido 150
30 4
200 5
2013 163.83 273.06 273.9 328.7 493 20 513
30 2003 2009
2043 45000 50000
MEDIO
12
Pf
ACUEDUCTO
78333 90837 90837 86669
Tf
TASA DE
CRECIMIENTO
(K)
RATA DE
CRECIMIENTO
ANUAL(ɤ)
Clima DOTACION (l/hab*dia)
DOTACION
NETA
DOTACION
BRUTA
CAUDAL
MEDIO
DIARIO
Qmd (l/s)
T°C HIDRANTES
Altitud (m SNM) CAUDAL REQUERIDO POR CADA HIDRANTE (l/s)
NIVELES DE COMPLEJIDAD
CAUDAL
MAXIMO
DIARIO
QMD (l/s)
CAUDAL
MAXIMO
HORARIO
QMH (l/s)
CAUDAL
CONTRA
INCENDIOS
QI (l/s)
CAUDAL DE
CAPTACION
Q cap (l/s)
Año Actual
Proyeccion (Años) CENSOS
Año Final N° HABITANTES
ALTO MEDIO ALTO ALTO
Nivel Economico
POR N° DE HABITANTES
POR DIAMETRO DE
TUBERIA MATRIZ EN
PULGADAS
CAPACIDAD
ECONOMICA DE LOS
USUARIOS
Nivel de complejidad
METODO
ARITMETICO
METODO
GEOMETRICO
METODO
EXPONENCIAL
PROMEDIO
POBLACION
PROYECTADA
(Pf)
Diametro de tuberia matriz

3. INSTITUCION ACTIVIDAD
CONSUM
O l/dia
UNIDAD TOTAL l/hab*dia
HORA
[1]
C(%)
[2]
∑ C(%)
[3]
S(%)
[4]
∑ S(%)
[5]
∆(S-C)
[6]
∑∆(S-
C) [7]
V(%)
[7]
LECHERIA - 1 - 0.80 0-1 1.00 1.00 4.17 4.17 3.17 3.17 11.17
HOTEL POR
HABITACION
200 200 40000 0.46 1-2 1.00 2.00 4.17 8.33 3.17 6.33 14.33
HELADERIA 20m² 1000 5 5000 0.06 2-3 1.00 3.00 4.17 12.50 3.17 9.50 17.50
OFICINA 50 m² 400 250 100000 1.15 3-4 1.00 4.00 4.17 16.67 3.17 12.67 20.67
MATADERO
(CABEZA
400 20 8000 0.09 4-5 2.00 6.00 4.17 20.83 2.17 14.83 22.83
SUBTOTAL - - - 2.57 K1 K2
5-6 4.00 10.00 4.17 25.00 0.17 15.00 23.00
HOSPITALES
(CAMA)
400 400 160000 1.85 1.3 1.8 6-7 9.50 19.50 4.17 29.17 -5.33 9.67 17.67
ESCUELAS >20
ALUMNOS
80 8 640 0.01 1.3 1.8 7-8 8.00 27.50 4.17 33.33 -3.83 5.83 13.83
OFICINA 30m² 240 150 36000 0.42 1.2 1.65 8-9 7.00 34.50 4.17 37.50 -2.83 3.00 11.00
RIEGO PARQUE - - - 9.00 1.2 1.5 9-10 4.00 38.50 4.17 41.67 0.17 3.17 11.17
SUBTOTAL - - - 11.27 10-11 3.00 41.50 4.17 45.83 1.17 4.33 12.33
TOTAL 13.83 11-12 5.50 47.00 4.17 50.00 -1.33 3.00 11.00
5% 12-13 9.00 56.00 4.17 54.17 -4.83 -1.83 6.17
5% 13-14 5.00 61.00 4.17 58.33 -0.83 -2.67 5.33
5% 14-15 3.00 64.00 4.17 62.50 1.17 -1.50 6.50
25% 15-16 2.50 66.50 4.17 66.67 1.67 0.17 8.17
40% 16-17 3.00 69.50 4.17 70.83 1.17 1.33 9.33
17-18 3.50 73.00 4.17 75.00 0.67 2.00 10.00
18-19 5.00 78.00 4.17 79.17 -0.83 1.17 9.17
19-20 9.00 87.00 4.17 83.33 -4.83 -3.67 4.33
20-21 8.50 95.50 4.17 87.50 -4.33 -8.00 0.00
21-22 2.00 97.50 4.17 91.67 2.17 -5.83 2.17
22-23 1.50 99.00 4.17 95.83 2.67 -3.17 4.83
23-24 1.00 100 4.17 100 3.17 0.00 8.00
COMERCIAL E
INDUSTRIAL
BAJO ≤2500
MEDIO 2501 - 12500
MEDIO ALTO 12501 - 60000
ALTO
INSTITUCIONAL Y
PUBLICO
BAJO
MEDIO
MEDIO ALTO
ALTO
suministro por gravedad o bombeo continuo de 24 horas
TOTAL
>60000
NIVEL DE
COMPLEJIDAD
PERDIDAS
POR ADUCCION
LAVADO PLANTA DE TRATAMIENTO
PERDIDAS CONDUCCION (AGUA TRATADA)
PERDIDAS TECNICAS DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO
NIVEL DE
COMPLEJIDAD
POBLACION

4. 0.57
Q(mᶟ/seg) 0.513
0.65
2 0.300 1
0.108 0.109
1.67 3.27
gravedad (m/s²) 9.8
VERTEDERO RECTANGULAR
1
2 0.57
0.513 2.76
1.18
0.513
0.300 Condicion del numero de froude APRUEBA
Altura de maximo resalto hidraulico (m) h1 0.108
Altura de segundo resalto hidraulico (m) h2 0.65
0.109
4.74
0.79
4.60
1.67
3.27
0.57
H (m)
Ancho del Canal (m) B
Caudal unitario (m²/S) q
Altura del diente hidraulico h3
Altura critica (m) hc
Tiempo de mezcla (s) T
Altura de Resalto (m) P
Caudal (m³/s) Q Velocidad media (m/s) Vm
Caida de energia (m) h
L 1 (m)
Lm (m)
Numero de Froude Fr
Velocidad 2 (m/s) V2
Velocidad 1 (m/s) V1

5. Al SO4 sulfato de aluminio
FeCl3 cloruro de hierro
DOSIS (mg/l) 0 10 19 25 40 50
NTU 25 17 10 3.5 6 20
DOSIS (mg/l) 0 10 20 25 40 50
NTU 25 23 21 7.5 4 25
Al SO4 FeCl3
PRUEBA DE JARRA
Al SO4
FeCl3
Al SO4 FeCl3
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40 50 60
DOSIS VS NTU
FeCl3 AlSO4

6. 0.513 0.1
0.257 4.5
3.5 SIGUIENTE
2
0.013
0.006
DISEÑO DE FLOCULADOR SERPENTIN
CAUDAL (mᶟ/seg)
Factor de caida de presion
Tiempo detencion (min)
Velocidad (m/s)*10¯²
Compartimiento
borde libre (m)
Ancho del terreno (m)
CAUDAL (mᶟ/seg) para serpentin en paralelo
Rugosidad del material
Espesor del material
DATOS INICIALES
1 5 0.21
asbesto cemento
Compartimiento
Borde
libre (m)
Longuitu
d canal
(m)
Area
hidraulic
a canal
(m²)
Altura
hidraulic
a (m)
Ancho
canal (m)
Distancia
de Bafle
(m)
N° de
canales
Caida de
Presion
(m)
Ancho de
serpenti
n (m)
Perimetr
o
mojado
(m)
Radio
hidraulic
o (m)
Pendient
e (S)
longitud
serpenti
n
1 0.1 31.5 1.222 1.0 1.22 1.8 7 0.0584 4.2 3.22 0.38 0.000027 9.1
2 0.1 28.8 1.603 1.0 1.60 2.4 7 0.0310 4.2 3.60 0.44 0.000003 10.9
3 0.1 33.6 1.832 1.0 1.83 2.7 8 0.0277 4.2 3.83 0.48 0.000000 14.5
Caida de presion
total (m)
0.117
Ancho total del
floculador (m)
longitud total
serpentin (m)
(Separacion canal - pared)
distancia de bafle
9.4
34.55
2.7
2
3
6
8
0.16
0.14
asbesto cemento

7. 1.22 1.60 1.83
0.257 9.4
0.513
0.257 SEDIMIENTADOR
34.5
2.7 2.7 2.7
caudal
m³/s
caudal
m³/s
caudal
m³/s

8. 0.513
44326.07 0.068
10 4.8
0.0034
4.03 177.17
1.5 2.4 2.08
361.29
DATOS DE ENTRADA
Volumen sedimentador (m³)
Temperatura T°
viscosidad cinematica x10¯⁶ (m²/s) 1.308
Caudal Q (m³/s)
SEDIMENTADOR DE PLACAS
Altura del sedimentador (m)
173.828
Numero de Reinolds
N° de placas 424
36.2141
Caudal Q (m³/dia)
Td asumido (h)
Area del
Sedimentador (m²)
Longitud del
sedimentador (m)
Velocidad de Flujo Vo
(m/s)
Ancho del
sedimentador (m)
361.29
54.19 1.0 36.21
255
60
Ok
4.8
0.006
0.068
2.4
altura de la placa (m)
Volumen sedimentador (m³)
Espaciamiento entre placas (m)
Espesor de la placa Ep (m)
Manto de lodos (m³)
Carga por velocidad (m³/m²*dia)
Inclincion de placas (°)
Flujo entre placas (Re)
Ancho del sedimentador (m)
Altura de placas (m) 2.08
N° de placas 424

9. 0.3 13.70
86669
3.00 30
394.43
108.86 109
Volumen contra incendios mᶟ (Vi) 144 144
Volumen de emergencia mᶟ (VE) 75.86 76
TANQUE DE ALMACENAMIENTO O REGULACIÓN
QMD (l/s*dia)
PERIODO DE DISEÑO
POBLACION
Volumen de la poblacion mᶟ (Vp)
Volumen de regulacion del tanque mᶟ (Vr)
DATOS DE ENTRADA
Volumen de emergencia mᶟ (VE) 75.86 76
ALTO
144
3.00
borde libre 0.3
tuberia galvvanizada
tuberia PVC
ALTURA DEL TANQUE
NIVEL DE COMPLEJIDAD
VOLUMEN DEL TANQUE (mᶟ)

10. ITERACION I
TRAMO D(mm) L (m) C Q (m³/s) SENTIDO Hf (m) K t (M) Vel (m/s) Hm (m) Hft (m) hft / Q ∆Q (m³/s) Q correg
1 - 2 0.2 300 150 0.035 + 1.53388 12.2 1.115 0.773 2.307 65.9184 -0.0092 0.04423
1 - 3 0.15 200 150 0.035 - 4.14561 12.8 1.982 2.559 6.705 191.561 0.00923 0.02577
-2.6117
R
R
ITERACION II
TRAMO D(mm) L (m) C Q (m³/s) SENTIDO Hf (m) K t (M) Vel (m/s) Hm (m) Hft (m) hft / Q ∆Q (m³/s) Q correg
1 - 2 0.2 300 150 0.0442 + 2.36524 12.2 1.409 1.235 3.600 81.3946 -0.0003 0.04456
1 - 3 0.15 200 150 0.0258 - 2.35269 12.8 1.459 1.387 3.740 145.132 0.00033 0.02544
0.01255
VERDE
VERDE
ACCESORIO K CANTIDAD K total ACCESORIO K CANTIDAD K total
tee 8" 1.23 2 2.46
codo 8" 0.2343 2 0.4686
tee 8" 1.23 2 2.46
codo 6" 1.1 2 2.2
union 6" 0.1798 34 6.1132
union 8" 0.1854 50 9.27
Red 8" -
6" 1 2 2
TOTAL 12.20 TOTAL 12.77
SIGA ITERANDO
SIGA ITERANDO
CAUDAL DE DISEÑO 1-2
CAUDAL DE DISEÑO 1-3
CAUDAL DE DISEÑO 1-2 0.044564879
CAUDAL DE DISEÑO 1-3 0.025435121
TRAMO 1-2 TRAMO 1-3