Ensayo Unidad IV y v Acueducto

ESTANQUES DE ALMACENAMIENTO Y CAPTACION DE FUENTES SUPERFICIALES

Barinas, septiembre 2015

ENSAYO UNIDAD IV Y V ACUEDUCTO Determinar los parámetros más importantes en el Diseño de Estanque de Almacenamiento. UNIDAD IV 1- Describir el cuerpo del estanque con sus dimensiones, materiales y accesorios complementarios 2- Clasificar los tipos de estanques de acuerdo a su finalidad y uso. 3- Describir la capacidad del estanque según la compensación de variaciones horarios, emergencias, para incendios, provisión de reservas para cubrir danos. 4- Caracterizar el funcionamiento de los estanques de almacenamiento como parte del sistema de tratamiento de aguas. 5- Determinar la ubicación del estanque y las normas que indican el I.N.OS UNIDA V Debe diseñar alternativas de captación de acuerdo con el tipo de fuente y la población a servir. 1- Describir las estructuras de captación de fuentes superficiales sin regulación 2- Comparar las estructuras de captación de fuentes superficiales con regulación de las estructuras de captación de fuentes superficiales sin regulación. 3- Distinguir las estructura de captación de fuentes subterráneas 4- Describir el funcionamiento de las estaciones de bombeo de acuerdo a su clasificación y uso.

\

Estanques. Un

estanque

es

un depósito

diseñado

para almacenar

o procesar

fluidos,

generalmente a presión atmosférica o presión internas relativamente bajas. Estos se clasifican en: 1.- Cilíndricos Horizontales. 2.- Cilíndricos Verticales de Fondo Plano. Los

estanques

Cilíndricos

Horizontales,

generalmente

son

de

volúmenes

relativamente bajos, debido a que presentan problemas por fallas de corte y flexión. Por lo general, se usan para almacenar volúmenes pequeños. Los Tanques Cilíndricos Verticales de Fondo Plano nos permiten almacenar grandes cantidades volumétricas con un costo bajo. Con la limitante que solo se pueden usar a presión atmosférica opresiones internas relativamente pequeñas. Estos tipos de tanques se clasifican en:   

De techo fijo. De techo flotante. Sin techo

Debido a que el consumo de agua de la población no es constante sino que, varía según la hora del día y dado que el suministro es un caudal teóricamente constante. Es necesaria la construcción de un estanque regulador que amortigüe las demandas horarias. La función básica del estanque es almacenar agua en los periodos en los cuales la demanda es menor que el suministro de tal forma que los periodos en los que la demanda sea mayor que el suministro se complete el déficit con el agua almacenada inicialmente. Los estanques de almacenamiento generalmente se construirán sobre el terreno, cuando la topografía del terreno no permita la construcción de este tipo de estanque podrán construirse estanques elevados de concreto armado o metálicos.

Los aspectos más importantes para el diseño de los estanques de almacenamiento son: • Capacidad. • Ubicación. • Tipos de Estanques.

CAPACIDAD DEL ESTANQUE. La capacidad que debe tener un estanque de almacenamiento depende de sus funciones las cuales se pueden enumerar.

a) Compensación de las variaciones horarias. El estanque debe permitir que las demandas máximas que se producen en los consumos sean satisfechas a cabalidad, al igual que cualquier variación en los consumos registrados para las 24 horas del día Por lo tanto, la capacidad requerida para compensar esas variaciones en los consumos estará basada en la curva representativa de las demandas durante las 24 horas del día y en la condición de conducción de agua al estanque, de forma tal que se produzca un equilibrio entre los caudales de llegada y salida que garantice un servicio continuo y eficiente. Ejemplo: Sea la curva de variaciones horarias del día de máximo consumo, tomando una serie de registros de la localidad de San Fernando de Apure, Venezuela.

Este valor, corresponde a V= 560m3, lo cual representa el 17 por 100 del consumo máximo diario, pero el 27 por 100 del consumo medio, ya que en este caso particular el Qmax diario significó el 160 por 100 del consumo medio. Normalmente, estos valores se mantienen dentro de ese orden, por lo cual podemos considerar que el volumen de almacenamiento para compensar variaciones de consumo representara del 25 al 28 por 100 del Qm. Capacidad: V= 2760 – 2200= 560 m3

b) Emergencias para incendios. En la red de distribución se asignaron gastos de incendios de: 10, 16 o 32 Lts/ seg. De acuerdo a la importancia y densidad dela zona. Dicho gasto se supone puede se requerido en cualquier instante y, por lo tanto, debe existir en el estanque de almacenamiento para atender contingencias de incendios durante un determinado lapso. Las normas INOS (6) establecen para capacidad por incendio estimando 2 y 4 horas de duración. Para poblaciones menores de 2000 habitantes no se considera necesario haber provisiones para combatir incendios. c) Previsión de reserva para cubrir daños e interrupciones en la aducción o en las bombas. Ante la eventualidad de que en la línea de aducción puedan ocurrir daños que mantendrían una situación de déficit en el suministro de agua mientras se hacen las reparaciones pertinentes, es aconsejable un volumen adicional que de oportunidad a restablecer la conducción de agua hasta el estanque. En tal caso, puede estimarse un periodo de interrupción de 4 horas y el gasto medio de consumo

para la determinación de esa capacidad. Cuando el suministro pueda

considerarse eficiente y seguro puede prescindirse de este volumen.

d) Funcionamiento como parte del sistema Las normas INOS (6) establecen al efecto: Se consideran las siguientes reservas para la capacidad del estanque: 1. Para compensación de consumo: 40 por 100 del gasto diario medio anual. 2.

Para compensación del gasto de bombeo, si se bombea de un estanque de almacenamiento o de la red correspondiente, abastecidos por una fuente

continua a otra red o estanque: 25 por 100 del gasto diario medio anual bombeado. 3. Para compensación de gastos de rebombeo, si se rebombea de un estanque o de la red correspondiente, abastecidos por bombeo a otra red o estanque: 12,5 por 100 del gasto diario medio anual bombeado. 4. Para incendios: 4 horas de duración a los gastos indicados en el ordenal 5-3. Especiales: las impuestas por la fuente disponibles. Se puede decir que resulta mas ventajoso proveer varios estanques ubicados en diferentes zonas de servicio, que un solo estanque con capacidad mayor para atender a todo el sector. Aun cuando el costo de construcción de varios estanques resultara casi invariablemente mayor que uno solo, ello se compensa con redes de menor diámetro y mayores facilidades de mantenimiento y limpieza.

DETERMINA DA POR:

Ubicación del Estanque UBICACION DEL ESTANQUE

CENTRO DE LOCALIZACIO N.

NECESIDAD

PRECION DE SERVICIO

TOPOGRAFIA

ZONA DE MAYOR CONSUMO

Esta determinada principalmente por la necesidad de mantener presión en la red dentro de los rangos que pueden garantizar para las condiciones más desfavorables una dinámica mínima y una máxima.la ubicación del estanque está determinada principalmente por la necesidad y conveniencia de mantener presiones en la red dentro de los limites de servicio, con lo que se logra una distribución con menores perdidas de carga. Estas presiones en la red están limitadas por normas, según la NB 689 se tiene: -En poblaciones rurales menores a 5000hab: 5m.c.a. -En poblaciones de 5000 a 15000hab: 10 m.c.a -En poblaciones de aéreas urbanas: 20 m.c.a -La presión estática no será en ningún caso mayor a: 70 m.c.a De preferencia los tanques elevados convienen situarlos en una zona opuesta al punto de alimentación de la red, consiguiéndose de este modo una mejor disponibilidad de presiones. En la fig a continuación se muestra las líneas de carga estática y dinámica para dos alternativas de ubicación del estanque, la ubicación de este en “C” permitirá aprovechar la mayor elevación del terreno para lograr con menor elevación de torre y/o menores diámetros, presiones residuales dentro del límite.

UBICACIÓN DE UN ESTANQUE DE ALIMENTACIÓN Y LÍNEAS DE PRESION

Accesorios de los tanque de almacenamientos: Las normas sanitarias

contienen especificaciones acerca de los estanques de

almacenamiento entre las cuales podemos destacar las siguiente 1.

Tubería de entrada: el diámetro menor de la tubería de entrada al estanque esta definida por el diámetro de la línea de conducción desde la captación o desde la planta de tratamiento y deberá proveerse de llaves de igual diámetro

2.

Tubería de salida: el diámetro de la tubería de salida será igual al diámetro de la matriz de distribución y deberá estar provista de llaves de cierre

3.

Tubería de rebose: la tubería de rebose se conectara a la tubería de limpieza y no deberá proveerse la lleve de cierre para permitir la descarga libre

4.

Tubería de limpieza: deberá ser un diámetro tal que facilite el vaciado del estanque en un tiempo no mayor a dos hora. Dicha tubería deberá estar

provista de llave de cierre y el fondo del estanque con una pendiente de 1% hacia la salida 5.

Tubería de ventilación: consistirá en un tubo en forma de “U” invertida mínimo es de 6” (150mm) separado a 60cm del techo y su extremo protegido con malla metálica

6.

Cama de aire: deberá dejarse un espacio libre entre el nivel máximo de agua, definido por el borde inferior de la tubería de rebose y el techo del estanque. La altura a dar de la cámara de aire depende del tamaño del estanque por lo general una altura entre 25 y 40 cm se considera suficiente.



Otros accesorios: Debe proveerse al estanque de controlar de niveles flotantes, bocas de visitas y escaleras de acceso interior y exterior. A continuación se indican algunos detalles de importancia que deben ser

considerados en el diseño de los estanques de almacenamiento: 1. Ubicación del estanque. Plano de situación y plano acotado de la zona servida. 2. Cota de fondo y cota de rebose. 3. Forma. Dimensiones. Espesor de paredes. Detalle de refuerzo. 4. Capacidad. 5. División del estanque en celdas que permiten la limpieza independiente de cada una. 6. Fuente de agua utilizada para el lavado. Cantidad. 7. Conexiones y tuberías de lavado. Ubicación y materiales de que serán fabricadas. Llaves, tipos y números de llaves. 8. Drenaje del agua proveniente del lavado de los filtros. Sitio de disposición de dichas aguas. Diagrama de conexiones e instalación.

9. Colocación y diagrama de las tuberías de rebose. Diámetros y materiales. Disposición de las aguas de rebose. Conexiones. 10.

Tipo de ventilación escogido. Diámetros. Situación de los tubos de

ventilación. Conexiones. 11.

Protección con tela metálica de los orificios de ventilación y de la tuberías

de rebose. 12. Método de protección contra los rayos solares (temperatura del agua y control de algas). 13. Material y forma de la cubierta. Pendiente de la cubierta. 14. Detalle de la boca o bocas de visitas del estanque (celdas). Tapas. Detalles. 15. Detalles de las escaleras de acceso exteriores e interiores (individuales para cada celda). 16.

Detalles de las barandillas para protección del operador.

17.

Detalles de la tanquilla de llaves de distribución, las llaves de lavados y

conexiones. 18.

Detalles de las conexiones de las tuberías del estanque con la tuberías del

estanque con la tubería de distribución y con las tuberías de lavado. 19.

Los estanques estarán convenientemente protegidos con cercas con el fin

de evitar el acceso al público. 20.

Indicador del nivel de agua (exterior).

21.

Deberá completarse la construcción de una vía de acceso para vehículos y

peatones con fines de transporte de materiales, piezas, entre otras, y reparaciones. 22.

Deberá reservarse una zona verde cercada alrededor del estanque.

6- Describir la capacidad del estanque según la compensación de variaciones horarios, emergencias, para incendios, provisión de reservas para cubrir danos. Obras de captación Superficiales Para el abastecimiento de aguas se cuenta principalmente con las aguas fluviales y las subterráneas. Además se utiliza el agua de los manantiales, lagos y embalses. En pequeñas escalas también se recogen agua de precipitaciones en cisternas, pero no es fácil cuando se trata de abastecer poblaciones importantes. Sin embargo regiones en donde los enormes estiajes, unidos a la intensa evaporación, agotan la disponibilidad de aguas superficiales y profundas, la captación y adecuado almacenaje de aguas de lluvias puede salvar la critica situación.la captación de estas aguas pueden hacerse o en los tejados o en aéreas especiales debidamente dispuestas. Pero en estas condiciones arrastras las impurezas de dichas superficies POR LO QUE PARA HACERLA POTABLE es preciso filtrarla.la filtración se consigue mediante la adecuada instalación de un filtro en la misma cisterna. Captaciones superficiales directas por gravedad o por bombeo. Cuando las aguas de un rio están relativamente libre de materiales de arrastre en toda época del año, el dispositivo de captación más sencillo es un tubo sumergido.es conveniente orientar la entrada del tubo en forma tal que no quede en frente a la dirección de la corriente, y protegerla con malla metálica contra el paso de objetos flotantes.

Captación por medio de vertedor lateral Es cuando el dispositivo de captación en un curso superficial está expuesto a impactos de consideración debido a cantos rodados, troncos de árbol etc., arrastrados

por la crecida el método de captación directa resuelta inadecuado, por lo frágil que es un tubo proyectado en el paso de la corriente. En estos casos puede recurrirse al empleo de una tanquilla o canal de concreto armado, provisto de vertedor lateral.

Bibliografía http://ri.biblioteca.udo.edu.ve/bitstream/123456789/1614/1/16TESIS.IC009C22.pdf http://campuscurico.utalca.cl/~fespinos/Isidro_Gomez_Caceres.pdf http://civilgeeks.com/2010/10/08/obras-de-captacion-sistema-de-agua-potable/ http://www.ingenieria.unam.mx/~enriquecv/AAPYA/apuntes_aapya/AAPYA2_7.pd f https://es.scribd.com/doc/11300037/Diseno-y-calculo-de-Tanques-deAlmacenamiento http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/12/la-conveniencia-de-mantenerpresiones.html http://webcache.googleusercontent.com/search? q=cache:TN8N8ilXcSYJ:caraugpertov.jimdo.com/app/download/6650224054/50E STANQUES.pptx%3Ft%3D1386036460+&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=ve