Sem 4 Dotacion y Consumo

 

DOTACION y CONSUMO  Ing. Ecler Mamani Chambi 3.1 GENERALIDADES

La dotación o la demanda per capita, es la cantidad de agua que requiere cada persona de la población, expresada en l/hab/día. Conocida la dotación, es necesario estimar el consumo promedio diario anual, el consumo máximo diario, y el consumo máximo horario. El consumo promedio diario anual, servirá para el cálculo del volumen del reservorio de almacenamiento y para estimar el consumo máximo diario y horario. El valor del consumo máximo diario es utilizado para el cálculo hidráulico de la línea de impulsión mientras que el consumo máximo horario, es utilizado para el cálculo hidráulico de la línea de aducción, red de distribución, gastos contra incendio y redes de alcantarillado.

3.2 DOTACION DE AGUA

La dotación es la cantidad de agua por persona y por día, se expresa en litros por habitante  por día (lt/hab/día). La dotación debe garantizar a la población servida hasta el final f inal del  periodo de diseño, de tal manera que ssee asegure asegure un servicio eficiente. En la determinación de la dotación se consideran diversos factores que afectan el consumo de agua, los cuales entre otros son: Las características de la población, el clima, calidad y cantidad de agua suministrada, importancia y tamaño de la ciudad, control de desperdicios, fugas, macro medición y micro medición, presión de servicio en las redes, precio del agua, cobertura de servicio actual y futuro. De todo lo mencionado rescatamos y concordamos con la siguiente composición: - Doméstica ponderada: 70.00 lt/hab/día - Comercial: 40.00 lt/hab/día - Pública: 8.00 lt/hab/día - Indirecta: 2.00 lt/hab/día TOTAL: 120.00 lt/hab/día sin incluir pérdidas La dotación media diaria por habitante es la media de los consumos registrados durante un año. Para el caso de ampliación, incorporación incorporación o cambio de los componentes de un sistema, la dotación media diaria deberá ser fijada en base al análisis y resultados de los datos de producción y consumo del sistema. Dicho análisis debe considerar los

 

efectos de consumo restringido cuando la disponibilidad de agua no llegue a cubrir las demandas de la población. El RNE indica si no existieran estudios de consumo y no se justificará su ejecución, se considerará en sistemas con conexiones domiciliarias domiciliarias una dotación siguiente: Clima frío

180 l/hab/d

Clima Templado y Calido

220 l/hab/d

En programas de vivienda con lotes de área menor o igual a 90 m2, las dotaciones serán: Clima frío

120 l/hab/d

Clima Templado y Calido

150 l/hab/d

Para sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores para camión, o piletas públicas se considera las siguientes dotaciones: Clima frío

30 l/hab/d

Clima Templado y Calido

50 l/hab/d

Para habilitaciones industriales se justificara el estudio de acuerdo a los procesos existentes, y en habilitaciones comerciales se aplicara la norma IS.010 Instalaciones sanitarias para edificaciones. En base a estudios socio-económicos, deberá compatibilizarse un incremento en la dotación, el mismo que se justifica por el mayor hábito en el uso de agua por la disponibilidad de la misma. La dotación futura se puede estimar con un incremento anual entre el 0.5 % y el 2 %, aplicando la fórmula de crecimiento geométrico: geométrico: n

Df = Di (1 + d/100) donde: Df = Dotación futura [hab] Di = Dotación inicial [hab] d = Variación anual de la dotación n = Número de años en estudio

 

3.3 VARIACIONES DE CONSUMO

El consumo varía de acuerdo a muchos factores, entre los que podemos mencionar el clima, calidad del agua, desperdicios y fugas, ausencia de medidores, características  propias de la población, población, entre ootras. tras. El consumo ddee agua en la población está sujeto a las condiciones de clima, actividades domésticas, días de trabajo, costumbres de la  población, etc. En los meses meses de más ca calor lor se produce mayor cconsumo onsumo de agua, habiendo habiendo meses dentro de un mismo año en que la demanda varía de unos meses a otros. Las variaciones que experimentan los consumos de agua tienen mucha importancia en el diseño de los diferentes estructuras componentes del sistema de abastecimiento. Para los factores de las variaciones de consumo se considerara las siguientes relaciones con respecto al promedio anual de la demanda (Qp).

a) COEFICIENTE DE VARIACIÓN DIARIO (K1)  Son las variaciones de consumo máximo diario, se define como el día máximo consumo de una serie de registros observados durante los 365 días. Estas variaciones son ocasionadas por cambios climáticos, concurrencia a centros de trabajo y ocupaciones domésticas. Es importante establecer el porcentaje máximo que alcanza la variación diaria en el día de máxima demanda en relación con el consumo anual medio diario, para establecer este porcentaje es necesario determinar su “Coeficiente de máxima variación diaria”, representado por

K1 y cuyo valor está dado por:

en el dia medi de máxio anual na demanda (Qmd) 11== ConsumoConsumo diario

 

Se llama así a la relación del día de máximo consumo para el máximo anual de llaa demanda diaria divido por el promedio anual de consumo diario y varia de 1.2 a 1.5.

b) COEFICIENTE DE VARIACIÓN HORARIO (K2) Las variaciones de consumo máximo horario se definen como la hora de máximo consumo del día de máximo consumo, dependiendo de los hábitos y actividades de la población. Estos cambios se notan con mayor intensidad en ciudades pequeñas, en razón de una menor o ninguna actividad comercial e industrial. Para determinar la máxima demanda horaria es necesario determinar el “coeficiente de máxima demanda horaria”, que se representa por el valor

K2, el cual está representado por:

 

maxi m o horari o (Qmh) 22== Consumo Consumo medio anual diario

 

Se llama así a la relación de la hora de máximo consumo para el máximo día de la demanda horaria dividido por el promedio diario del consumo horario, variando de 1.8 a 2.5.  El RNE, recomienda que los valores de las variaciones de consumo referidos al promedio diario anual deban ser fijados en base a un análisis de información estadística comprobada. Si no existieran los datos, se puede tomar en cuenta lo siguiente: - Máximo anual de la demanda Diaria

1.3

- Máximo anual de la demanda horaria

1.8 a 2.5

En general la finalidad de un sistema de abastecimiento de agua es la de suministrar agua a una comunidad en forma continua y con presión suficiente a fin de satisfacer razones sanitarias, sociales, económicas y de confort, propiciando así su desarrollo. Para lograr tales objetivos, es necesario que cada una de las partes que constituyen el sistema esté satisfactoriamente diseñada y funcionalmente adaptada al conjunto. Esto implica el conocimiento cabal del funcionamiento del sistema de acuerdo a las variaciones en los consumos de agua que ocurrirán para diferentes momentos durante el período de diseño previsto. Los consumos de agua de una localidad muestran variaciones estaciónales, mensuales, diarias y horarias. Estas pueden expresarse en función (%) del Consumo Medio (Q m). Consumo promedio diario anual

Ello nos permite definir el Consumo promedio diario como el promedio de los consumos diarios durante un año de d e registros expresado en [l/s]. Así mismo, definimos Consumo Máximo Diario, como el día de máximo consumo de una serie de registros observados durante un año y se define también el Consumo Máximo Horario, como la hora de máximo consumo del día de máximo consumo. El consumo promedio diario, se define como el resultado de una estimación del consumo per cápita para una población futura expresado en litros por segundo (lit/seg)., el cual se determina con la siguiente relación.

 

 

Q p =

Pf  x  x d 86400 seg/día

Q p = Consumo Promedio Pf = Población Futura d = Dotación 

3.4 VARIACIONES DIARIAS

Varía durante el año, en función de las condiciones climatológicas y los hábitos de la población, es así en los días de una semana se dan consumos máximos y mínimos, como tenemos los consumos consumos máximos en los días días sábado, domingo, domingo, lunes. La Figura 3.1 se muestra la curva de registro de los consumos de agua, para un determinado mes con un promedio en el consumo de 921 [lts/viv/día.]

FIG. 3.1 CURVA DE VARIACIONES DIARIAS DE CONSUMO REGISTRADA DURANTE UN MES

- EL Consumo Máximo Diario, (Qmd)

Es el día de máximo consumo de una serie de registros observados durante los días del año Qmd = K1*Q P  Según el RNE el máximo anual de la demanda diaria es igual a 1.3

3.5 VARIACIONES HORARIAS

Durante un día cualquiera, los consumos de agua de una comunidad presentarán variaciones hora a hora dependiendo de los hábitos y actividades de la población. Teniéndose horas de máximo y mínimo consumo según el clima de la población, básicamente en nuestro medio se tiene un consumo máximo alrededor del medio día.

 

Para visualizar mejor la variación mostramos un sistema de coordenadas cartesianas Figura 3.2, observándose una curva de variaciones de consumo, con 2 picos bien definidos al comienzo de las actividades del mediodía y en horas de la tarde. Este registro pertenece a un clima típico cálido

FIG. 3.2 ESQUEMA DE UNA CURVA DE VARIACIONE V ARIACIONESS HORARIAS

- EL Consumo Máximo Horario (Qmh)

Se define como la hora de máximo consumo las 24 horas del día.

Qmh = K2 Q P  Según el RNE el máximo anual de la demanda horaria compren comprende de valores entre 1.8 –  2.5 Al respecto podemos indicar que en poblaciones donde el proyectista vea un franco crecimiento poblacional se asumirá el valor máximo y en poblaciones mayores donde se aprecie saturamiento se asumirá el mínimo valor u otro según su análisis. 3.6 CONSUMO INDUSTRIAL Y COMERCIAL

Se analizará especialmente las necesidades y requisitos de cada caso, así como su incidencia en los consumos máximos horarios. Estos consumos deben ser diferenciados según zonas, ya que por lo general los mismos son característicos del tipo de asentamiento predominante en dichas zonas.

 

CAUDALES DE DISEÑO AGUA POTABLE: Conocida la población, dotación y coeficientes de variación diaria y horaria es posible conocer los caudales de diseño según lo siguiente:  GASTO PROMEDIO DIARIO (Qp): Viene dado por la siguiente fórmula:



( (. .)) ∗   ==  

 

 GASTO MÁXIMO DIARIO (qmd): Viene dado por la siguiente fórmula:



Qmd = K1 x Qp  GASTO MÁXIMO HORARIO (Qmh): Viene dado por la siguiente fórmula:



Qmh = K2 x Qp  GASTO MÁXIMO MAXIMORUM (Qmm): Viene dado por la siguiente fórmula:



Qmm = K1 x K2 x Qp La norma existente recomienda que para poblaciones en las que se considera servicios contra incendio, el diseño se hará con la cifra mayor resultante de la comparación entre:  Caudal correspondiente al máximo anual de la demanda diaria más la demanda contra



Incendio.  Caudal correspondiente al máximo anual de la l a demanda horaria.

