Sistema de abastecimiento de agua potable, red de distribucion.

1. 21-12-2016
Sistema de Abastecimiento de
Agua Potable
Paseo del Llano, Villa Mella, Rep. Dom.
Fildanis L. De la Cruz Perdomo
100230254
Universidad Autónoma de Santo Domingo (UASD)
Facultad de Ingeniería y Arquitectura Amín Abel Hasbun
Escuela de Ingeniería Civil

2. 1
INDICE
INTRODUCCIÓN 2
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE 3
Periodo de diseño y vida útil 3
ESTUDIO DEMOGRAFICO Y URBANO 5
Proyección de poblaciones 5
Factores que afectan el consumo 9
CAUDALES DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO 9
TANQUE DE ALMACENAMIENTO 10
ELEMENTOS DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO 13
Obra de captación 13
Equipo de bombeo 15
Línea de Aducción o Impulsión 18
Línea Matriz 18
Red de distribución 19
Acometida domiciliaria 23
CONCLUSIÓN 24
BIBLIOGRAFIA 25

3. 2
INTRODUCCIÓN
Una de las mayores preocupaciones de la humanidad ha sido, el proveer de agua
pura a los seres humanos. Algunas veces el agua que abastece nuestras ciudades
proviene de aguas superficiales como, ríos, embalses y otras de aguas
subterráneas. Eso depende de la calidad y de la cantidad de agua disponible para
el futuro.
Las grandes ciudades se abastecen de las aguas superficiales, porque poseen
mayor cantidad de agua y fácilmente se llega a ellas. Sin embargo, el hombre ha
contaminado tanto estas fuentes, que sus aguas deben someterse a estrictos
tratamientos de purificación antes de ser utilizadas.
Hace algunos años, en República Dominicana, los ríos llevaban la "vida" a nuestros
pueblos, a través de sus aguas cristalinas. Hoy, estos mismos ríos, son vehículos
que transportan los desechos domésticos, residuos industriales y agrícolas,
convirtiendo sus aguas en fuentes de enfermedades
El hombre utiliza las aguas subterráneas por medio de los manantiales o
perforando el suelo para construir los pozos, que constituyen uno de los métodos
más antiguos para la obtención de agua.
Si el agua está muy cerca de la superficie, basta con perforar unos cuantos metros
para obtener el agua. Tal es el caso de los pozos domésticos muy comunes
últimamente tanto en la ciudad como en fincas.

4. 3
Sistema de Abastecimiento de Agua Potable
Es el conjunto de tuberías, instalaciones y accesorios destinados a conducir las
aguas requeridas bajo una población determinada para satisfacer sus necesidades,
desde su lugar de existencia natural o fuente hasta el hogar los usuarios.
Un sistema de abastecimiento de agua potable, tiene como finalidad primordial, la
de entregar a los habitantes de una localidad, agua en cantidad y calidad adecuada
para satisfacer sus necesidades, ya que como se sabe los seres humanos estamos
compuestos en un 70% de agua, por lo que este líquido es vital para la
supervivencia.
El agua potable es considerada aquella que cumple con la norma establecida por la
Organización Mundial de la Salud (OMS), la cual indica la cantidad de sales
minerales disueltas que debe contener el agua para adquirir la calidad de potable.
Sin embargo, una definición aceptada generalmente es aquella que dice que el agua
potable es toda la que es “apta para el consumo humano”.
Para construir un sistema de abastecimiento de agua potable se deben elaborar
estudios que definan las unidades operacionales requeridas, las unidades deben
tener la capacidad hidráulica para las condiciones actuales y futuras de la localidad,
las opciones tecnologías dependen de varios factores; rendimiento y tipo de fuente,
demanda de la localidad, característica de la población, etc.
Los sistemas de abastecimientos se clasifican en:
 Sistemas convencionales.
 Sistemas por gravedad.
 Sistemas por bombeo.
 Sistemas no convencionales.
Periodo de Diseño y Vida Útil
Periodo de diseño es el tiempo que se supone la obra estará trabajando al 100 %
de su capacidad. Los periodos de diseño de las obras que integran los sistemas de
agua potable, están determinados tomando en cuenta que éstos siempre deben
ser menores a la vida útil de las estructuras o elementos que los integren y además
se deberá considerar un plan de mantenimiento preventivo y correctivo.
Para definir el periodo de diseño de una obra o proyecto, se recomienda lo siguiente:
 Hacer un listado de las estructuras, equipos y accesorios relevantes que
integren los sistemas, para su funcionamiento y operación.
 Tomando como base el listado anterior se determina la vida útil de cada
elemento según la siguiente tabla.

5. 4
Vida útil se considera al tiempo en que las obras estarán en servicio al 100% sin
que tengan unas erogaciones de operación y mantenimiento elevadas. El tiempo
está determinado por la duración de los materiales de que estén hechos los
componentes de la obra.
La “vida útil” de las obras depende de los siguientes factores:
 Calidad de los materiales utilizados y de la construcción.
 Calidad de los equipos.
 Diseño del sistema.
 Calidad del agua.
 Operación y mantenimiento.

6. 5
Estudio Demográfico y Urbano
La población es el conjunto de individuos ligados por vínculos de reproducción e
identificados por características de tipo territorial, políticas, etc.
La población de proyecto, también denominada “población futura”, es la cantidad de
habitantes que se pretende tengan servicio al terminar el periodo económico de
diseño del proyecto del sistema de agua y alcantarillado que se va a realizar.
Las proyecciones de la demanda por estos servicios, son un punto clave y crucial
en la elaboración del estudio de factibilidad, por lo que merecen una gran atención.
Proyección de poblaciones
Para el cálculo de la proyección de población se deben tomar en cuenta los
siguientes factores:
 Crecimiento histórico
 Variación de los trazos de crecimiento
 Características migratorias
Los métodos que utilizaremos en este proyecto están el Método Lineal y el Método
Geométrico.
El método lineal consiste en considerar que el crecimiento de una población es
constante y responde a la siguiente ecuación:
𝑁𝑓 = 𝑁𝑜(1 + 𝑟𝑡)
𝑟 =
𝑁𝑓
𝑁𝑜
⁄ − 1
𝑡
Donde:
No y Nf son la población inicial y final respectivamente,
R es la tasa de crecimiento,
T es el tiempo en años.
El método geométrico o método exponencial supone que la población crece a
una tasa constante, es decir, aumenta proporcionalmente lo mismo cada periodo de
tiempo, responde a la siguiente ecuación:
𝑁𝑓 = 𝑁𝑜 (1 + 𝑟) 𝑡
𝑟 = (
𝑁𝑓
𝑁𝑜
)
1
𝑡
− 1

7. 6
Seleccionaremos el método que nos arroje la tasa de crecimiento mayor según el
comportamiento del crecimiento de nuestra población.
Provincia Santo Domingo
Limita al norte con la provincia Monte Plata, al este con la provincia San Pedro de
Macorís, al sur con el mar Caribe y al oeste con la provincia San Cristóbal. Forma
parte de la Región X, también conocida como Ozama. Tiene una extensión territorial
de 1,300.07 km².
Antecedentes históricos
En la época precolombina, la actual provincia de Santo Domingo era parte del
cacicazgo de Higüey, gobernado por el cacique Cayacoa. Esta provincia fue creada
por ley del 16 de octubre de 2001, a partir de la división en dos que se hiciera del
antiguo Distrito Nacional, dando origen al actual Distrito Nacional y a la provincia
Santo Domingo.
División política territorial
Según la división territorial vigente al 2008, Santo Domingo está constituida por siete
municipios: Santo Domingo Este, Santo Domingo Oeste, Santo Domingo Norte,
Boca Chica, San Antonio de Guerra, Los Alcarrizos, Pedro Brand. Además tiene
ocho distritos municipales: San Luis, La Victoria, La Caleta, Hato Viejo, Palmarejo -
Villa Linda, Pantoja, La Guáyiga y La Cuaba.

8. 7
Santo Domingo Norte cuenta con una extensión territorial de 389 km2
.
En los censos de población y vivienda realizados por la Organización Nacional de
Estadística (ONE) en los años 1993, 2002 y 2010 nos arrojaron la siguiente
información:
Santo Domingo Norte
Censo Población Densidad
Poblacional
Área (Km²)
1993 208524 536
3892002 321178 826
2010 468468 1204

9. 8
El sector al cual le realizaremos el estudio poblacional para el diseño de red está
ubicado en el municipio de Villa Mella y comprende la urbanización de Paseo del
Llano, conformando un área total de 0.63 km2
.
Municipio de Villa Mella, sector a estudiar
Censo Población
Densidad
Poblacional
Área (Km²)
1993 338 536
0.632002 520 826
2010 759 1204

10. 9
Vemos que el grafico de dispersión nos da un comportamiento lineal, por lo tanto
utilizaremos el método lineal para nuestro cálculo de proyección futura.
𝑟 =
759
520⁄ − 1
8
𝑟 =0.057
Nuestra proyección de población en 25 años será:
𝑁𝑓 = 759(1 + (0.057)(25))
𝑵𝒇 = 𝟏𝟖𝟒𝟔 𝒉𝒂𝒃𝒔
Factores que afectan el consumo de agua potable
1. Mayor temperatura, mayor consumo.
2. A Mayor calidad de vida, mayor consumo.
3. Nivel de educación y nivel de ingreso.
4. Servicio de alcantarillado.
5. Presión en las redes de distribución.
6. Administración
7. Medidores y tarifas.
Utilizaremos estos factores para el diseño de nuestro sistema de abastecimiento de
agua potable.
Caudales de diseño de un Sistema de
Abastecimiento
Los diferentes componentes del sistema de abastecimiento de agua potable se
diseñan a partir de los caudales que hay que manejar dependiendo de la población
que se pretenden dotar o satisfacer con el servicio.
Nuestro periodo de diseño es de 25 años y nuestra dotación será de 300 litros por
habitante por día.
Caudal Medio es el caudal medio calculado para la población proyectada, teniendo
en cuenta la dotación bruta asignada. Corresponde al promedio de los consumos
diarios en un periodo de un año.
𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝑃𝑓. 𝐷𝑜𝑡
86400

11. 10
𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
1846 ∗ 300
86400
= 𝟔. 𝟒𝟕 𝑳𝑷𝑺
Caudal Máximo Diario es el caudal correspondiente al día de máximo consumo
por una población determinada en una serie de valores medidos. Se utiliza en la
línea de aducción, planta de tratamiento y deposito regular.
𝑄𝑚𝑎𝑥𝑑 = 𝐾1. 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
Donde K1 es el coeficiente de variación diaria, utilizaremos 1.5
𝑄𝑚𝑎𝑥𝑑 = 1.5 ∗ 6.47 = 𝟗. 𝟕𝟏 𝑳𝑷𝑺
Caudal Máximo Horario es el caudal correspondiente a la hora de máximo
consumo en el día de máximo consumo y se obtiene a partir del caudal medio y un
coeficiente de variación horaria. Se utiliza en la red de distribución.
𝑄𝑚𝑎𝑥ℎ = 𝐾2. 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
Donde K2 es el coeficiente de variación horaria, utilizaremos 2.
𝑄𝑚𝑎𝑥ℎ = 2 ∗ 6.47 = 𝟏𝟐. 𝟗𝟒 𝑳𝑷𝑺
Caudal de Bombeo es el caudal requerido por las instalaciones destinadas a
impulsar el agua a los puntos elevados del sistema de abastecimiento de agua y no
es más que estimar el caudal equivalente al caudal medio para el número de horas
de bombeo necesarias que no puede exceder las 16 horas diarias. Se utiliza para
sistema de bombeo y línea de impulsión.
𝑄𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜 =
𝑄𝑚𝑎𝑥𝑑 ∗ 24
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝐵𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜
Utilizaremos un tiempo de bombeo de 14 horas.
𝑄𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜 =
9.71 ∗ 24
14
= 𝟏𝟔. 𝟔𝟒 𝑳𝑷𝑺
Caudal de Incendio es el caudal destinado a combatir las emergencias por causas
de los incendios y este se estima entre 5, 10, 16 y 32 litros por segundo.
Utilizaremos un caudal de incendio de 10 LPS.
Tanque de Almacenamiento
Los tanques de agua son un elemento fundamental en una red de abastecimiento
de agua potable, para compensar las variaciones horarias de la demanda de agua
potable.
Desde el punto de vista de su localización, los tanques pueden ser:
 Enterrados (subterráneos).

12. 11
 Apoyados sobre el suelo (de superficie).
 Elevados.
 Elevados en torres (tanques aéreos).
 Tanque de apartamento.
Funciones de los tanques
1. Proveer una reserva de agua que minimice interrupciones por fallas en la
transmisión, el bombeo u otros equipos.
2. Mantener presión uniforme, y actuar como válvula de alivio en sistemas de
bombeo.
3. Extinguir incendios.
4. Proveer reserva para salvar cortes por falla en la fuente, o en las tuberías y
bombas maestras y otras emergencias.
5. Permitir una reducción en el tamaño de las tuberías maestras al permitir flujos
promedio en vez de pico.
6. Permitir que las bombas maestras empujen el gasto promedio en vez del
gasto pico.
7. Compensar las variaciones de los consumos producidos durante el día.
8. Mantener las presiones adecuadas en la red de distribución.
9. Mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones de
emergencia tales como incendios e interrupciones por daños de tuberías de
aducción o de estaciones de bombeo.
Dependiendo de la topografía se hace indispensable separar la zona (alta, media,
baja) para mantener las presiones en cada red, dentro de límites admisibles. Esta
separación de redes puede hacerse mediante estanques o mediante válvulas
reguladoras de presión.
Gracias a la topografía del
terreno, según las elevaciones
de Google Earth podemos
diseñar nuestro sistema por
aducción o gravedad
ubicando éste en la cota más
alta de nuestra área a dotar
siendo la misma igual a 41
metros, también diseñaremos
el tanque elevado a una altura
de 10 metros.

13. 12
Capacidad del sistema de almacenamiento. Estimaciones del
agua que se va a almacenar.
Primero se debe determinar las necesidades de agua, es decir el agua necesaria
para llenar inicialmente el tanque y compensar las pérdidas. La capacidad del
tanque o del conjunto de tanques para el caso de grandes sistemas, será igual al
volumen que resulte de los siguientes:
Tipos de Volúmenes de Almacenamiento
 Volumen diario es el volumen correspondiente al consumo máximo diario.
𝑉𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 ∗ 86400
𝑉𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 9.71 ∗ 86400 = 8306994 𝑙
𝑉𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 𝟖𝟑𝟏 𝒎 𝟑
 Volumen de regulación este se debe considerar entre el 15% y el 30% del
consumo máximo diario si el sistema es por gravedad; si el sistema es por
bombeo se consideraran los límites del 15% al 25% de acuerdo al número y
duración de los periodos de bombeo así como los horarios en los que hallan
previsto dichos bombeos.
El sistema de almacenamiento previsto como regulación está destinado a
proveer:
o Suministros de agua en las horas de demanda máxima.
o Presiones adecuadas en la red de distribución.
Para fines de nuestro proyecto utilizaremos un coeficiente de
almacenamiento de 25% de nuestro consumo máximo diario.
𝑉𝑟𝑒𝑔 = 25% ∗ 𝑉𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜
𝑉𝑟𝑒𝑔 = 0.25 ∗ 8306994 = 207674.87 𝑙
𝑉𝑟𝑒𝑔 = 𝟐𝟎𝟖 𝒎 𝟑
 Volumen de incendio para poblaciones menores a 10,000 habitantes, no es
recomendable y resulta antieconómico proyectar sistema contra incendio. Se
deberá justificar en los casos en que dicha protección sea necesaria. Para
poblaciones mayores a 10,000 habitantes se asume un tiempo de duración
entre 2 y 4 horas, para caudales de incendio de 5, 10, 16 o 32 (LPS) de
acuerdo a la importancia y densidad poblacional de la zona.
Nuestro tiempo de duración para un caudal de incendio de 10 LPS será de 2
horas.
𝑉𝑖𝑛𝑐 = 𝑄𝑖𝑛𝑐 ∗ 2ℎ

14. 13
𝑉𝑖𝑛𝑐 = 10 ∗ 2 ∗ 3600 = 72000 𝑙
𝑉𝑖𝑛𝑐 = 𝟕𝟐 𝒎 𝟑
 Volumen de emergencia es el volumen que se requiere en caso de
emergencias u otras situaciones no comunes. Ante la eventualidad de que
en la línea de aducción puedan ocurrir daños que mantendrían una situación
de déficit en el suministro de agua, ya sea mientras se hacen las
reparaciones de los sistemas de toma, conducción, tratamiento y/o casos de
falla de un sistema de bombeo, es aconsejable un volumen adicional que de
oportunidad a restableces la conducción del agua hasta el tanque. En tal caso
se recomienda considerar un volumen equivalente a 4 horas de consumo
correspondiente al consumo máximo diario. Ciertos códigos permiten
combinar este volumen con el de incendio.
 Volumen de almacenamiento es la sumatoria del volumen de regulación y
el volumen de incendio.
𝑉𝑎𝑙𝑚 = 𝑉𝑟𝑒𝑔 + 𝑉𝑖𝑛𝑐
𝑉𝑎𝑙𝑚 = 208 + 72 = 𝟐𝟖𝟎 𝒎 𝟑
Utilizaremos un volumen de almacenamiento de 280 m3
. El tanque a diseñar será
circular y le daremos una altura de 4 metros, lo que nos proporcionará un área de
70 m2
y un diámetro de 9.4 metros, nuestro tanque será elevado con una altura de
10 metros.
Elementos del Sistema de Abastecimiento.
Obras de captación.
Es la parte inicial del sistema hidráulico y consiste en las obras donde se capta el
agua para poder abastecer a la población. Pueden ser una o varias, el requisito es
que en conjunto se obtenga la cantidad de agua que la comunidad requiere. Para
definir cuál será la fuente de captación a emplear, es indispensable conocer el tipo
de disponibilidad del agua en la tierra, basándose en el ciclo hidrológico, de esta
forma se consideran los siguientes tipos de agua según su forma de encontrarse en
el planeta:
 Aguas superficiales.
 Aguas subterráneas.
 Aguas meteóricas (atmosféricas).
 Agua de mar (salada).
El tipo de captación se debe fijar de acuerdo con las características geológicas,
hidrológicas y topográficas de la zona o cuenca. Los tipos más frecuentes de
captación son:
 Captación sumergida
 Captación lateral

15. 14
 Captación en Lagos, Lagunas
 Captación flotante
 Captación móvil
 Captación de manantiales
 Captación de alta montaña
 Captación de agua de mar
 Captación de aguas lluvias
Esquema de obras de captación
Los sectores de Villa Mella se abastecen mediante sistemas de pozos porque en
esta demarcación no hay acueducto, el agua se produce mediante la succión con
bombas eléctricas sumergibles, por lo tanto nuestra obra de captación será por
captación sumergida.

16. 15
La captación sumergida consiste en estructuras de
variadas formas, ya sea en canal o en tubos perforados
ubicados en el fondo del cauce, los cuales se protegen
con piedra, rejillas u otro dispositivo para retener
materiales de arrastre mayor tamaño.
Los dispositivos de protección se deben calcular para
un caudal, a lo menos del doble de la capacidad
requerida, para corregir la disminución de sección
provocada por acumulación del material.
Un pozo es una perforación vertical, en general de
forma cilíndrica y de diámetro mucho menor que la
profundidad. El agua penetra a lo largo de las paredes
creando un flujo de tipo radial. Se acostumbra a
clasificar a los pozos en “someros” y “profundos”.
Los pozos someros “excavados” son aquellos que
permiten su explotación del agua freática y/o subálvea. Se construyen con picos y
palas; tienen diámetros de 1.5 metros y no más de 15 metros de profundidad.
Los pozos profundos consisten en una perforación al subsuelo, la cual va
revestida de una tubería con el fin de impedir el derrumbe, esta tubería es ranurada
en su parte inferior para que el acuífero aporte con agua y pueda ser extraída
mediante bombas de distintos accionamientos. La profundidad del pozo se
determina realizando un estudio previo basado en técnicas como la radiestesia u
otros estudios más acabados.
Debido a que el diseño de obras de captación no es un tema comprendido en el
programa de esta asignatura, diseñaremos nuestro pozo sin tener en consideración
los parámetros necesarios para dicho diseño, como son el tipo de suelo, la
localización del nivel freático y la magnitud del acuífero, limitándonos a
simplemente diseñar un pozo que reúna las características necesarias para el
abastecimiento necesario de nuestra población.
Elección de la bomba
Para poder seleccionar una bomba de agua correctamente hay que tener en cuenta
tres aspectos relevantes: el tipo de agua que se va a bombear, cómo llega el agua
a la bomba y la potencia necesaria.
En nuestro caso el tipo de agua que se va a bombear es agua limpia, para este tipo
de agua se pueden utilizar la mayoría de los tipos de bombas incluyendo bombas
centrifugas, tanto de superficie como sumergibles.

17. 16
El origen del agua condicionará el emplazamiento del equipo, como procede de un
pozo deberá instalarse una bomba sumergible, el diámetro de la cual dependerá del
diámetro del pozo.
Una vez sabido el tipo de agua que se va a bombear y su procedencia, se debe
determinar qué ofrece un mejor rendimiento en función de la cantidad de presión y
agua necesarias.
El buen rendimiento se mide por el caudal nominal, la altura manométrica y la
potencia absorbida que debe tener la bomba para optimizar la instalación.
El caudal nominal es el volumen de agua requerido en un tiempo determinado. Se
expresa normalmente en litros/hora (l/h) o en metros cúbicos/hora (m3/h). Para
identificar el caudal nominal necesario se toman como referencia los siguientes
datos.
En viviendas:
 Tipo A (locales o viviendas dotadas de cocina, lavadero y un sanitario): Caudal
aproximado 2,000 l/h.
 Tipo B (viviendas dotadas de cocina, lavadero y un cuarto de aseo): Caudal
aproximado 2,800 l/h.
 Tipo C (viviendas dotadas de cocina, lavadero y un cuarto de baño completo):
Caudal aproximado 3,600 l/h.
 Tipo D (viviendas dotadas de cocina, office, lavadero, un cuarto de baño
completo y un cuarto de aseo): Caudal aproximado 5,400 l/h.
 Tipo E (viviendas dotadas de cocina, office, lavadero, 2 cuartos de baño
completos y un cuarto de aseo): Caudal aproximado 7,500 l/h.
Usaremos un caudal aproximado de 5,400 l/h para un tipo D de viviendas.
La altura geométrica (z) se expresa normalmente en metros y se calcula:
Altura Geométrica = Altura de aspiración + Altura de impulsión
 𝑧 = 𝐻𝑎 + 𝐻𝑖
La altura de aspiración o profundidad del pozo hasta nivel freático 76.2 metros.
La altura de impulsión o elevación del tanque es 10 metros.
∆𝑧 = 76.2 + 10 = 𝟖𝟔. 𝟐 𝒎
La altura manométrica o carga dinámica total (TDH) se calcula de la siguiente
forma:
Altura Manométrica = Altura geométrica + las pérdidas de carga.
𝑇𝐷𝐻 = ∆𝑍 + ℎ𝑝
𝑇𝐷𝐻 = 86.2 + 0.00201 = 𝟖𝟔. 𝟐𝟎𝟐 𝒎

18. 17
Las pérdidas de carga son las pérdidas en altura de agua por el rozamiento con la
tubería. Estas pérdidas aumentan con la rugosidad, la longitud de la tubería y el
caudal que pasa por ella. Por el contrario, las pérdidas disminuyen si se reduce la
rugosidad de la tubería o se aumenta su diámetro. Utilizaremos la fórmula de Hazem
y William.
ℎ𝑙 = 𝜀𝑗 ∗ 𝑙
𝑗 =
10.667 ∗ 𝑄1.852
𝐶1.852 ∗ 𝐷4.87
Recordando que nuestro caudal máximo diario es igual a 9.71 LPS, utilizaremos
tuberías de pvc por lo que C será igual a 140 y colocaremos tuberías de 10” de
diámetro, entonces tendremos:
𝑗 =
10.667 ∗ 0.009711.852
1401.852 ∗ 0.2544.87
= 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟏𝟔𝟕𝟓
Ubicaremos el pozo a 10 metros desde el centro del tanque para poder dar
mantenimiento adecuado cuando sea necesario.
ℎ𝑙 = 0.0001675 ∗ 10 = 0.001675
ℎ𝑝 = 1.2 ℎ𝑙
ℎ𝑝 = 1.2 ∗ 0.001675 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟐𝟎𝟏 𝒎
Con el valor obtenido de la altura manométrica y la cantidad de litros que la bomba
debe poder mover, se selecciona el modelo adecuado con la ayuda de tablas que
todos los fabricantes incluyen en sus catálogos.

19. 18
Para calcular la potencia se utiliza la siguiente expresión:
𝑃𝑜𝑡 =
𝑄 ∗ 𝑇𝐷𝐻
76 𝑒
Donde:
Q es el caudal máximo que debe impulsar la bomba.
TDH la carga dinámica total.
e la eficiencia de la bomba.
𝑃𝑜𝑡 =
9.71 ∗ 86.202
76 ∗ 0.76
= 𝟏𝟒. 𝟒𝟗 𝒉𝒑
Para nuestro caso utilizaremos una bomba con 15 caballos de fuerza.
Línea de Aducción o Impulsión
Es el tramo de tubería destinado a conducir los caudales desde la obra de captación
hasta el depósito regulador o la planta de tratamiento de potabilización o el sitio de
consumo.
En nuestro caso la línea de impulsión será un tramo de tubería de 10” y no la
ubicaremos en el mapa pues conduciremos el agua directamente desde la captación
a nuestro tanque de almacenamiento.
Línea Matriz
Es el tramo de tubería
destinado a conducir el
agua desde el depósito
regulador o la planta de
tratamiento hasta la red de
distribución.
La línea matriz, es aquella
que partiendo del tanque
de regulación concluye con
la primera acometida o
derivación por tanto en ella
no hay distribución de
caudales hacia los
usuarios. Es la tubería de
mayor diámetro.

20. 19
Utilizaremos el mismo diámetro que la tubería de impulsión, esta será de 10”.
Red de distribución
Es el conjunto de tuberías y accesorios destinados a conducir las aguas a todos y
cada uno de los usuarios a través de las calles.
Las redes de distribución en general o bien según su función o localización por
áreas pueden ser de dos grandes tipos: Ramificada y Mallada.
Una red Ramificada es aquella que va uniendo los diferentes puntos de consumo
con una única tubería. El uso de redes ramificadas se sucede en desarrollos cuyo
crecimiento se ha establecido a partir de una vialidad principal y en la que
convergen una serie de calles ciegas, dado que las características topográficas
impiden la interconexión entre los ramales para conformar circuitos cerrados.
Una red Mallada es la que va formando cuadrículas, consiguiéndose que cada
punto de consumo tenga más de una vía de flujo.
Las diferencias más notables entre ambas son el coste y la calidad, teniendo que
sopesar ambas a la hora de declinar la elección.
En cuanto a cálculo, una pequeña ventaja que tiene la Red Ramificada, es que su
resolución es directa, limitándose al cálculo de las pérdidas en cada tubería, para
los caudales en tránsito, para obtener posteriormente los valores de Piezométrica y
Presión en cada Nodo de ella. En el caso de las Redes Malladas, es necesario
realizar el balance de los caudales en tránsito en las tuberías, dada la relativa
complejidad en la forma en que se realiza la distribución, razón por la cual es
necesario recurrir a métodos iterativos como el Método de Cross, para su
resolución.
Como podemos ver nuestra red de distribución comprenderá los dos tipos de red.

21. 20
Criterios de diseño
El diseño de redes debe basarse en la funcionalidad del servicio que se ha de
prestar al futuro usuario y en la racionalidad del uso del recurso. En este sentido la
red debe llevar el agua desde las fuentes de suministro y tratamiento, en cantidad
suficiente, a los puntos de consumo, pero también tiene que cumplir otra serie de
objetivos como son:
 Mantener la garantía de potabilidad.
 Limitar las pérdidas de agua.
 Capacidad de trasportar y distribuir la demanda total.
 Asegurar una presión en el punto de destino.
 Evitar las erosiones en las tuberías y limitar las pérdidas de carga.
 Economía de instalación y conservación.
 Tener el mínimo posible de interrupciones del servicio a lo largo de la vida
útil de la red.
 Poder medir y controlar todos los consumos que se deriven de la red y las
posibles fugas.
 Maniobrar la red con facilidad, para corregir anomalías.
Cálculos hidráulicos
El cálculo hidráulico de una red de distribución se obtiene de la resolución de un
sistema de ecuaciones, que plantean: •
 El equilibrio de caudales. •
 El equilibrio energético.
En la actualidad todo el procedimiento de cálculo se traduce en programas de
ordenador, pero es fundamental el conocimiento del planteamiento teórico así como
muy recomendable la comprobación numérica sencilla en nudos o tramos para la
ratificación de los resultados obtenidos por el programa.
Hipótesis de cálculo
Se debe comenzar por fijar los datos numéricos de partida.
 Caudal punta.
 Presión disponible en origen.
 Velocidad máxima y mínima.
 Presiones máxima y mínima en los puntos de consumo.
 Distribución geométrica de caudales.
 Rugosidad.
La fórmula que utilizaremos para la evaluación de las pérdidas de cargo es la Hazem
y William que vimos y utilizamos anteriormente en la página 15.

22. 21
En el método de superficies piezometricas las presiones en la red se definen a
partir del nivel máximo en el tanque de almacenamiento. En poblaciones con
grandes desniveles altimétricos se subdivide la red en varias zonas de presión, para
que en cada una se de cumplimiento a las exigencias de presión máxima (tanque)
y mínima. En el límite entre dos zonas de presión debe colocarse una válvula
reductora de presión (VRP) que reduce la presión aguas abajo al valor determinado
para la zona.
 En los puntos bajos las presiones son altas.
 En los puntos altos las presiones son bajas.
Para el cálculo de una red ramificada se debe tomar en cuenta:
 Se empieza por determinar el caudal máximo, incluyendo el número de
habitantes para el año horizonte de cálculo fijado, con sus dotaciones
correspondientes.
 Para fijar el volumen total diario en cada tramo de tubería, se multiplica el
número de habitantes que se va a abastecer de agua por la dotación fijada
por habitante y día.
 El volumen diario, se supone se consume en 10 horas (24/10 = 2,4) lo que
equivale a multiplicar el caudal deducido por un coeficiente punta de 2,4.
 Se suele utilizar un caudal q unitario por metro de tubería. 10 ·3600 ·L D ·h q
= donde D: dotación en l/h· d; h: número de habitantes; L: longitud de la red
(m); q: l/s· m Con esta expresión, realmente se ha aplicado un coeficiente
punta de 2,4.
 El cálculo de caudales acumulados por cada tramo de tubería en las redes
ramificadas se inicia por las líneas extremas, sumándose a las precedentes.
Es decir, desde el tramo más distante al más cercano al depósito de
regularización, sumando cuando sea necesario los caudales de los tramos
secundarios.
 Se determina el diámetro de los distintos tramos o secciones del conducto,
haciendo uso del caudal acumulado que deben conducir, considerándolo
concentrado en el extremo o nudo terminal. Y se ajusta al diámetro comercial
mas aproximado.
 Es frecuente no tener en cuenta las pérdidas localizadas por cambio de
diámetro en tuberías y accesorios, especialmente cuando la longitud de la
red es importante, para ello se suele incrementar el valor de la rugosidad.
 Se determina el nudo de la red con la presión más desfavorable.
 Todos los cálculos que presuponen el diseño anterior deben presentarse en
forma de tabla.

23. 22
El método de Hardy Cross, también llamado método de relajamiento o de pruebas
y errores controlados, supone que se han seleccionado previamente los caudales
iniciales y los diámetros en los diferentes tramos de la red. Por medio de un proceso
iterativo se corrigen los caudales de tal manera que el cierre de la malla (diferencia
de presiones entre un ramal y otro de la red cerrada) no exceda un valor límite, que
según la norma debe ser menor de 0.1 mca y se obtiene para las condiciones
anteriores la presión en cada uno de los nodos de las mallas.
Es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones:
 En un nudo, la suma algebraica de los caudales entrantes y salientes es igual
a cero. ∑Qi = 0. ·
 La suma algebraica de las pérdidas de carga en cada una de las líneas que
componen la malla o retícula es nula. ∑hr = 0. ·
 Una vez trazada la red, se inicia el cálculo estableciendo caudales arbitrarios
de forma que en cada nudo, los caudales entrantes y salientes sean igual a
cero.
 Se establece un criterio también arbitrario de signos. Normalmente se toma
positivo el sentido de las agujas del reloj, de forma que caudales positivos
indican que circulan en el sentido del convenio establecido y caudales
negativos, en sentido contrario. El significado del signo es meramente físico.
 Realizada la primera iteración, se corrigen los caudales que puede hacerse
al final de cada proceso o incluso, una vez realizada la primera corrección en
la primera malla, afectar a los caudales establecidos.
 Corregidos los caudales, se inicia un nuevo proceso iterativo hasta obtener
prácticamente Q = 0, momento en el que lo consideramos finalizado.
 El proceso se va efectuando en todas las mallas.
 Una vez que los caudales han quedado definidos, se calculan las presiones
en todos los nudos.

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Acometida domiciliaria
Es el tramo de tubería que conduce las aguas desde la red de distribución hasta el
interior de la vivienda. En este tramo de tubería se colocan los contadores o
medidores que son equipos destinados a medir la cantidad de agua que utiliza cada
usuario y esta puede ser medida volumétricamente o por el caudal.
La construcción de la acometida, será de acuerdo con las especificaciones del lugar,
dadas por la empresa de acueducto y alcantarillado.
El diámetro y la clase de tubería, estará indicada en los planos de instalación
hidráulica y en los ítems de cantidades de obra respectivos. Estas tuberías van
subterráneas, enterradas por una orilla de la calle y resisten presiones apreciables;
son generalmente de asbesto cemento o PVC.

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CONCLUSIÓNES
Después de conocer el comportamiento hidráulico de nuestro Sistema de
Abastecimiento de Agua Potable se puede concluir lo siguiente:
1. La proyección de población fue determinada para 25 años, periodo en el cual
la población del sector paseo del llano de759 habitantes en el 2010 pasará a
ser de 1846 habitantes en el año 2035, comprendidos en un área de 0.63
km2
, los cuales demandarán un gasto máximo horario de 12.82 LPS.
2. La red de distribución de agua potable se integra por tuberías principales y
secundarias, con diámetros que van desde 3” hasta 10” divididas en tres
zonas, el material de las tuberías es de PVC.
3. El sistema de captación está conformado por 1 pozo que extrae el agua
subterránea existente en los estratos granulares del subsuelo, contando con
un sistema de cloración de tipo convencional, un sistema de bombeo
sumergible con una potencia de bomba de 15 hp.
4. El equipo de almacenamiento de agua está formado por un tanque elevado
con un volumen de 280 m3
de capacidad de regulación.

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BIBLIOGRAFIA
Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillado, 2da edición,
Ricardo Alberto López Cualla.
Manual para el Diseño de Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado
Sanitario, Ing. José Manuel Jiménez Terán.
Manual de Procedimiento para el Cálculo y Selección de sistema de
Bombeo.
Oficina Nacional de Estadísticas ONE, www.one.gob.do
http://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora/asset/eoi:45477/componen
te45475.pdf
http://cidta.usal.es/Cursos/redes/modulos/Libros/unidad%204/mal
ladas.PDF
http://cidta.usal.es/Cursos/redes/modulos/Libros/unidad%204/ram
ificadas.PDF