Trabajo de Investigación - Sanitarias

 

GUÍA DE PRODUCTOS OBSERVABLES DE LAS    EXPERIENCIAS CURRICULARES EJE DEL MODELO DE INVESTIGACIÓN  INVESTIGACIÓN 

Código Versión Fecha   Fecha

: PP-G-02.01 : 06 06   : 15.12.2015  15.12.2015 

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL  INFORME INGENIERÍA SANITARIA  SANITARIA  “

LÍNEA DE CONDUCCIÓN, REDES DE DISTRIBUCIÓN Y CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA

”

 

Integrantes:

Cieza Carrasco, José Luis. Castañeda Payano, Roberto. Vásquez Cruzado, Jhonatan

Asesor: ING.

Ordinola Luna, Efraín.

Chiclayo - Perú (2019)

NOTA: Cualquier documento impreso diferente del original, y cualquier archivo electrónico que se encuentren fuera de la intranet  

UCV serán considerados como COPIA NO CONTROLADA.  

 

ÍNDICE DE CONTENIDO I. 

INTRODUCCIÓN......................................................... ............................................................................... ........................................ .................. 4 

II. 

LÍNEA DE ADUCCIÓN:.................... .......................................... ............................................ ............................................ ...................... 5 

A.  III. 

DISEÑO DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN:..................... ........................................... ................................. ........... 5  REDES DE DISTRIBUCIÓN: .......................................... ................................................................. .................................... ............. 8 

A. 

CONSIDERACIONES DE DISEÑO .................... .......................................... ............................................ ...................... 9 

B. 

TIPOS DE REDES: ................................. ....................................................... ............................................ .................................. ............ 10  

1.  REDES MALLADAS .......................................................... ................................................................................ ............................... ......... 10  2.  REDES RAMIFICADAS ....................................... ............................................................. ............................................ ........................ 11  C. 

DISPOSICIONES ESPECÍFICAS PARA DISEÑO ....................................... ....................................... 12 

1.  CAUDAL DE DISEÑO: ........................................ .............................................................. ............................................ ........................ 12  2.  ANÁLISIS HIDRÁULICO: .................... .......................................... ............................................. ...................................... ............... 12  D. 

PROGRAMAS UTILIZADOS PARA EL CÁLCULO .................................. .................................. 20 

1.  EPANET ................... .......................................... .............................................. ............................................. ............................................. ....................... 20  1.1.  PROCESO DE SIMULACIÓN: .......................... ............................................. .............................................. ....................... 22  2.  WATERCAD .................... .......................................... ............................................ ............................................ ...................................... ................ 23  2.1.  PROCESO DE MODELACIÓN .................... .......................................... ............................................. ........................... .... 23  IV.  CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA ............................................. ................................................. .... 25  2.  TUBERÍA DE CONDUCCIÓN:.................... .......................................... ............................................. ............................... ........ 25  3.  TUBERÍA DE FORRO DE PROTECCIÓN:.................... .......................................... .................................. ............ 26  4.  ELEMENTOS DE CONTROL: .................................... .......................................................... ...................................... ................ 26   5.  CAJA DEL MEDIDOR ........................ ............................................ ............................................ .......................................... .................... 27  V. 

CONCLUSIONES..................................................... ........................................................................... .......................................... .................... 29 

VI. 

REFERENCIAS: ...................... ............................................ ............................................ ............................................ ............................... ......... 30 

VII.  ANEXOS: ............................................ .................................................................. ............................................ .......................................... .................... 31 

 

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura N° 01. Línea gradiente hidráulica de la aducción a presión…………………... 5   Figura N° 02. Cálculo de la línea de gradiente (LGH)…………………………..……. 7   Figura N° 03. Redes de distribución…………………………………………………… 8  Figura N° 04. Consideraciones de Diseño de Red de Distribución………………….... 9 Figura N° 05. Interface del Software Epanet ……………………………..…………. 20 Dist ribución de Agua………………...… 21  Figura N° 06. Componentes de una Red de Distribución

Figura N° 07. Fórmulas de Pérdida de Carga………………………………………… 21  Figura N° 08. Coeficientes de Rugosidad para Tubería Nueva…………………...…. 22 Figura N° 09. Creación de Red de Distribución usando el software WaterCAD.…… 24  Figura N° 10. Partes de un medidor………………………………………………….. 26 Figura N  11. Conexión domiciliaria………………………………………………… 27 

 

I. 

INTRODUCCIÓN

El acceso al agua potable es la indispensable indisp ensable para una población, poblaci ón, ya que este es un servicio  básico que toda ciudad ciudad debe proporcion proporcionar ar a us habitantes, como bien se sabe para que el agua pueda llegar al consumidor parte desde por una serie de procesos donde llegue apta y con condiciones óptimas para el consumo humano, en este informe se va mencionar los  procesos y eleme elementos ntos y/o compon componentes entes que intervienen intervienen en la conducción conducción del agua agua desde desde la línea de aducción, red distribución hasta la conexión domiciliaria de cada una de las viviendas de una población que se pretende brindar el servicio de agua potable. Partiendo desde el reservorio que va a alimentar de agua a una población se tiene a la línea de aducción aducción que vendría a estar con conformada formada por una tubería con su suss accesorios, donde esta se encargara de la conducción del agua hasta las redes de distribución y esta conducida el agua por cada una de las calles y llegando a diferentes puntos de la población  beneficia del servició, las redes de distribución vendrían a ser las tuberías principales o matriz donde cada vivienda se va a conectar a estar para poder recibir el servicio, cabe mencionar que las redes de distribución pueden variar su forma dependiendo del  propósito que se tenga y la configuración configuración de la ppoblación oblación y terreno. Teniendo ya una red de distribución d istribución para una población cada vivienda se conectará a esta  por medio de unos unos accesorios y tuberías que lo con conforman, forman, como los elementos de toma, la tubería de conducción y elementos de control que se encargan de que el agua llegue hasta la fachada de cada vivienda. se debe de tener en cuenta consideraciones de diseño para una correcta distribución del agua además debe hacer análisis hidráulicos para evitar fallas y/o pérdidas de agua, baja  presión, pendientes pendientes elevadas y eentre ntre otros que pueda puedann suceder, actualmente actualmente el uso de los  programas de computadora ayudan hacer simulaciones permitiendo verificar una variedad de escenarios de la distribución de agua y además permiten corregir errores que  puedan suceder con el fin de poder brindar un óptimo servicio de agua potable a una  población.

 

II. 

LÍNEA DE ADUCCIÓN:

Es aquella tubería y/o accesorios que conduce el agua desde el reservorio hasta los ramales de distribución. Según la Norma Técnica de Diseño, para el trazo de la línea de aducción se deben tomar en cuenta lo siguiente: Evitar pendientes mayores al 30%, que no conlleven altas velocidades, y menores del 0.5% para facilitar el trabajo de instalación y mantenimiento. En el trazado tr azado se busca el menor recorrido, evitando zonas vulnerables. En terrenos accidentados, se busca suavizar la pendiente para facilitar el trabajo. Así mismo el cruce por terrenos privados, infiriendo en distancias muy cercanas a los vertederos sanitarios o márgenes de los ríos. Considerando establecer puntos de instalación para válvulas o accesorios de cuidado absoluto.  

Línea de Aducción por Gravedad: Es aquel medio por el cual la presión está basada en la energía potencial del agua (su peso), depende de la topografía del terreno.

 

Línea de Aducción por Bombeo: Es aquel medio donde se hace uso de un elemento externo(bombas), provocando de la energía mecánica para elevar el agua en cotas inferiores del terreno.  A.  DISEÑO DE LA LÍNEA DE ADUCCIÓN:

1.  CAUDAL DE DISEÑO:  Considera la capacidad para conducir el Caudal Máximo Horario (Qmh). 

2.  CARGA ESTÁTICA Y DINÁMICA: En la carga estática máxima considera aceptable de 50m. y en la carga dinámica mínima considera 1m. 

1

F ig igura ura N° 01 01.. Línea gradiente hidráulica de la aducción a presión. 1

 Figura N° 01. Fuente: Norma Técnica de Diseño.

 

3.  DIÁMETROS:   Se diseñará para velocidades de 0.6m/s(mínima) y 3 m/s(máxima). Consideran el diámetro mínimo de tubería de 25mm. (1”) en sistema rural.  

4.  DIMENSIONAMIENTO:   Se tendrán en cuenta las siguientes condiciones: Como  primer punto, La línea gradiente hidráulica (L.G.H.), la cual

estará siempre por

encima del terreno. En los puntos críticos se podrá cambiar el diámetro para mejorar la pendiente. Como segundo punto, la Pérdida de carga unitaria (hf)Considerando  para el diseño las Ecuaciones de Hazen y Williams para diámetros mayores a 2“, y las Ecuaciones de Fair Whipple para diámetros menores a 2”.    

Para tuberías de diámetro superior a 50 mm, Hazen-Williams:

,   = , × , , ×  

DONDE: pérdida dida de cacarga rga con contin tinua ua mQ ∶ caud caudalal en en3//    Hf ∶ pér   diám diámetr etronte o ininter ior en mWi lliams ID IDams   adimensional    D C ∶ coef coeficie iciente de dterior e Hazen Haz Willi   Acerosincostura C=120    Ace Acero ro soldado soldado en espiral espiral C = 100   Hierr Hierroo fundido fundido dúctil con revestimient revestimientoo C = 140   Hier Hierro ro galvan galvanizad izadoo C = 100   Po Polilietetilileno eno C = 14 1400   PVC C=150   L ∶ lon longit gitud ud del tramo tramo m ::   é é  ñ  







Para tuberías de igual o inferior a 50 mm, Hazen-Williams:

 

,   = , × ,  

DONDE:   Hf ∶ pér pérdid didaa de carg cargaa contin continua ua m    Q ∶ ca caud udalal en    diámetetro ro inte interirior or mm    D ∶ diám long ngititud ud m m   L ∶ lo ::   é é  ñ  







 

5.  PRESIÓN: Representa la cantidad de energía gravitacional contenida en el agua.   Se utiliza la ecuación de Bernoulli, para calcular la perdida de energía en el cálculo de la Línea de Gradiente Hidráulico.

   + ⁄    +   ∗   =  + ⁄    +   ∗    +   DONDE: altimétr imétrica ica resp respecto ecto a uunn nivel de referencia referencia en m.   Z ∶ cota alt alturara de de cacarga rga de ppres resión, ión,en en m. m.   P⁄ γ : altu   "P" es la presión.   "γ" el peso específico del fluido.   V ∶ velo velocicidad dad ddelel flfluiuido do en  . Hf,pérdid pérdidaa de carga de 1 a 2, incluyendo incluyendo tanto las pérdidas pérdidas lin lineales eales   Hf, o longitudinales como las locales.  







 2F igura ig ura N°

02 02.. Cálculo de la línea de gradiente (LGH). 

Si como es habitual, V1=V2 y P1 está a la presión atmosférica, la expresión se reduce a:

⁄   =       La presión estática máxima de la tubería no debe ser mayor al 75% de la presión de trabajo especificada por el fabricante, debiendo ser compatibles con las presiones pr esiones de servicio de los accesorios y válvulas a utilizarse. uti lizarse.

2

 F igura N° 02 02.. Fuente: Norma Técnica de Diseño. Diseño.

 

III. 

REDES DE DISTRIBUCIÓN:

Una red de distribución de agua es el conjunto de tuberías, las cuales cumplen la función de conducir el recurso hídrico a la localidad para la cual se diseñó dicha red de distribución. Considerándose Considerándose así a un Sistema S istema de conductos cerrados con la finalidad de llevar el agua tratada a presión hacia diferentes puntos de conexión domiciliaria.

 3

F igura ig ura N° 03 03.. Redes de distribución.

La red de distribución está conformada por tubería “principal” y de “secundarias o relleno”. 

-  La red de tubería principal: El diseño o cálculo de la red de distribución se hace sobre esta red, y es la encargada de distribuir el agua en las diferentes zonas de la población. -  La red de tuberías secundarias o de relleno: Son las encargadas de hacer las conexiones domiciliarias. Además de las tuberías, también existen otros accesorios tales como válvulas de control o de incendios, hidrantes, válvulas de purga, codos, cruces, Tee’s. Yee’s, reducciones y

tapones. Las tuberías y accesorios están construidos con PVC o hierro dúctil.

3

 Fuente: https://www.eadic.com/caracteristicas-de-la-red-de-distribucion-de-agua-potable/  

 

A.  CONSIDERACIONE CONSIDERACIONES S DE DISEÑO 1.  TRAZADO DE LA RED:

El trazado de la red se realiza de acuerdo a la conformación física de la población y por esto es que no existe una forma predefinida, esto quiere decir que ninguna red de distribución de agua será igual a otra. Dependiendo de las condiciones anteriores se  pueden establecer redes de distribución aabiertas, biertas, red redes es de distribución cerradas cerradas o redes de distribución mixtas. 2.  PRESIONES DE SERVICIO:

Es de suma importancia seleccionar la presión mínima de acuerdo a la altura de las edificaciones que serán abastecidas. La presión de servicio en la red r ed se debe mantener en lo posible entre 1 kg/cm2 y 5 kg/cm2 (10 a 50 metros de columna de agua). 3.  VÁLVULAS:

Las válvulas se deben colocar de cortina a lo largo de la red de distribución, con la finalidad de aislar sectores en caso de roturas o cualquier otro tipo de fallos y así seguir suministrando el recurso hídrico al resto de la población. Para redes pequeñas (de una malla), puede ser suficiente la colocación de una válvula a la entrada a la red. 4.  VELOCIDAD DE DISEÑO:

Generalmente se diseña con velocidades que estén comprendidas entre 0.3 y 2 m/s.

4

Consideraciones nes de Diseño de Red de Distribución.  F igura ig ura N° 04. 04. Consideracio 4

 Fuente: Google. Unidad III. Redes de Distribución. 

 

B.  TIPOS DE REDES: 1.  REDES MALLADAS

Es aquella red que forma un circuito cerrado, si la tubería reúne dos nudos debe tener la función de ser seccionada y desaguada independientemente, de tal manera que al encontrase dañada tenga la posibilidad de repararse sin interrumpir la circulación del agua; por consiguiente, para ello es prioritario colocar válvulas de cortes en las salidas de cada nudo.  

Con respecto al diámetro de la tubería de la red, se estandariza en las condiciones hidráulicas para una mínima presión de agua en la l a red.

 

Para la determinación del caudal accesible, estará en función del método de la densidad poblacional, poblacional, donde se tomará para el cálculo, el caudal determinado en una  población entre entre los nudos proy proyectados ectados sobre sobre la red.

El caudal en el nudo es:

 =  ∗  :

Qi ∶ Cau Caudal dal en elel nudo nudo “i” eenn  . unitarioio poblaci poblacional onal en  .hab.   Qp ∶ Caudal unitar Población ción de áárea rea de inf influen luencia cia del nu nudo do “i” en hab hab..    Pi ∶ Pobla  =  / /

 

: 

Qt ∶ Cau Caudal dal máximo máximo hora horario rio en  . Población ción tototal tal del proye proyecto cto en hab.   Pt ∶ Pobla

 

CONSIDERACIONES:  

Para calculo Hidráulico utiliza el método de Hardy Croos. El flujo que entra debe ser igual al flujo que sale. La pérdida de carga en dos puntos a lo largo del camino es siempre la misma.

 

Admite en el balaceo matemático errores máximos de cierre de: 0.1 m.c.a. (metro columna de agua) = 100 Kg. f/m2 de pérdida de presión en cada malla. Y 0.01 l/s = 0.00001m3/s como gasto máximo en cada malla.

 

Recomienda el uso mínimo de caudal en los ramales de 0.1 l/s.

 

La presión de funcionamiento (OP) no debe estar por debajo de los 75% de la presión en un punto dado.

 

En la memoria de cálculo se debe adjuntar: Caudal máximo y mínimo, Presión máxima y mínima.

 

2.  REDES RAMIFICADAS

Es aquella red de tuberías que se ramifica a partir de una línea principal, siendo aplicable a sistemas menores menores de 30 conexiones ddomiciliarias. omiciliarias. Aquí se calculará el caudal por Ramal, usando el método de probabilidad, basado en el número de puntos de registro y el estado de simultaneidad. El caudal por ramal es:

 =  ∗  

:

Qramal ∶ Cau Qramal Caudal dal de ccada ada rram amalal en .  Coeficiente iente de simulta simultaneida neidad,d,entre entre 0,2 y 1.   K ∶ Coefic  =  √    

 

:

x ∶ númer númeroo total de grgrifos ifos en el área qu quee abaste abastecece cada raramal. mal. Caudall ppor or grgrififoo l/s l/s > 0,10 0,10 l/s. l/s.    Qg ∶ Cauda  

Si se escogiera por una red de distribución para piletas públicas, el caudal se calculará con la siguiente formula:

   =  ∗   ∗  ∗    

:

Qpp ∶ Caudal mmáximo áximo pprobab robablele por ppileta ileta ppública ública en en  .  Población ción a ser servir vir por ppileta ileta.. Un grifo debe debe abaste abastecer cer a un nnúmero úmero má máximo ximo   N ∶ Pobla de 25 personas. Dotaciónn pr promedio omedio por habita habitante nte en  .d.   Dc ∶ Dotació    varía en Cp ∶ Porce Porcentaje ntaje de p pérdida érdidas s por desperdi des perdicio, cio,varía tre 1,1 0 y iales 1,40.s y accesorios Eficiencia ncia del sistema sistema cons consideran iderando do la calidad deentre los 1,10 mater materiale accesorios..    Ef ∶ Eficie

 

Varía entre 0,7 y 0,9.   Fu ∶ Fac Factor tor de uso, uso, defi definido nido com comoo Fu = .

Depende de las costumbres costumbres locales,horas locales, horas de trabajo, trabajo,condic condiciones iones climat climatológic ológicas, as,etc. etc. Se evalúa en función al tiempo real de horas de servicio ty puede variar entre 2 a 12 horas.  En ningún caso, el caudal por pileta pública debe ser menor a 0,10 l/s.

::   é é  ñ 

 

C.  DISPOSICIONE DISPOSICIONES S ESPECÍFICAS PARA DISEÑO 1.  CAUDAL DE DISEÑO:

Según la Norma OS.050: Se utilizará el gasto que resulte mayor al comparar el gasto máximo horario con la suma del gasto máximo diario más el gasto contra incendios en caso de habilitaciones en que se considere demanda contra incendio. 2.  ANÁLISIS HIDRÁULICO:

Según la Norma OS.050: Las redes de distribución se proyectarán, en principio, en circuito cerrado formando malla. Su dimensionamiento se realizará en base a cálculos hidráulicos que aseguren caudal y presión adecuada en cualquier punto de la red. Para el análisis hidráulico del sistema de distribución, podrá utilizarse el método de Hardy Cross o cualquier otro equivalente. Para el cálculo hidráulico de las tuberías, se utilizarán fórmulas racionales. En caso de aplicarse la fórmula de Hazen y Williams, se utilizarán los coeficientes de fricción que se establecen en la tabla No 1(Anexos). Para el caso de tuberías no contempladas, se deberá justificar técnicamente el valor utilizado.

EJEMPLO:  1.  La red mostrada en la figura tiene la geometría que se indica y a ella llegan o salen los gastos también mostrados. Los tubos son de acero. Determinar los gastos de cada tramo.

 

SOLUCIÓN:

1.  Señalar los nodos. 2.  Pre-Establecer el sentido del flujo. 3.  Definir los circuitos. 4.  Definir el recorrido en sentido de las agujas del reloj(horario). 5.  Construir una tabla para el cálculo iterativo.

MÉTODO DE HARDY CROSS PARA EL BALANCE DE PÉRDIDAS  

ECUACIÓN DE HAZEN-WILLIAMS 

    = (0.279.63)

CHW = N=

120 1.851

∑  | |−   =     −  ∑ | | 

(Acero)

 =   

 

1.  PROCESO ITERATIVO: Circuito I

Tramo 1-2 2-4 3-4 3-1

D (m) 0.200 0.150 0.125 0.200

II

4-6 6-5 5-3 4-3

0.125 0.125 0.150 0.125

L (m) a Q (m3/s) 1000 3804.51 0.03 800 12348.29 0.021 500 18747.86 -0.005 800 3043.61 -0.02

500 18747.86 500 18747.86 500 7717.68 500 18747.86

0.011 -0.009 -0.015 0.005

1 Q (m) Otros Circuitos Q (m3/s) -0.00683 0.0232

H (m) 5.7736

a*|Q|^N-1 192.4550

a*Q*|Q|^N-1 5.7736

9.6836 -1.0322 -2.1807 12.2444

461.1217 206.4311 109.0349 969.0427

9.6836 -1.0322 -2.1807 12.2444

-0.00683 -0.00683 -0.00683 -0.02731

4.4419 -3.0638 -3.2466 1.0322 -0.8363

403.8097 340.4176 216.4416 206.4311 1167.0999

4.4419 -3.0638 -3.2466 1.0322 -0.8363

0.000387 0.000387 0.000387 0.000387 0.001549

H (m) 3.5802 4.6774 -5.3912 -3.7554 -0.8891

a*|Q|^N-1 154.4933 330.0037 441.4190 139.9892 1065.9051

a*Q*|Q|^N-1 3.5802 4.6774 -5.3912 -3.7554 -0.8891

Q (m) 0.000451 0.000451 0.000451 0.000451 0.001803

4.7356 -2.8243 -3.0932 5.3912 4.2093

415.8725 327.9159 211.6786 441.4190 1396.8859

4.7356 -2.8243 -3.0932 5.3912 4.2093

-0.00163 -0.00163 -0.00163 -0.00163 -0.00651

-0.0004

0.0068

Otros Circuitos

0.0016

-0.0005

0.0142 -0.0122 -0.0268

0.0114 -0.0086 -0.0146 0.0122

2 Q (m3/s) 0.0236 0.0146 -0.0101 -0.0264

0.0098 -0.0102 -0.0162 0.0101

 

  H (m) 3.7101 4.9563 -3.8170 -3.6395 1.2100

a*|Q|^N-1 157.0463 338.9115 376.6191 137.9855 1010.5623

a*Q*|Q|^N-1 3.7101 4.9563 -3.8170 -3.6395 1.2100

Q (m) -0.00065 -0.00065 -0.00065 -0.00065 -0.00259

3.5592 -3.8912 -3.7612 3.8170 -0.2762

364.7052 379.9678 231.5872 376.6191 1352.8793

3.5592 -3.8912 -3.7612 3.8170 -0.2762

0.00011 0.00011 0.00011 0.00011 0.000441

Otros Circuitos

-0.0001

0.0006

3 Q (m3/s) 0.0230 0.0140 -0.0109 -0.0270

0.0099 -0.0101 -0.0161 0.0109

4 Q (m3/s) 0.0230 0.0140

H (m) 3.5243 4.5582

a*|Q|^N-1 153.3793 326.1113

a*Q*|Q|^N-1 3.5243 4.5582

Q (m) 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

-4.3615 -3.8064 -0.0855

400.4336 140.8602 1020.7844

-4.3615 -3.8064 -0.0855

0.0000 0.0000 0.0002

0.0002

-0.0107 -0.0270

3.6340 -3.8140 -3.7140 4.3615 0.4675

368.2093 376.4830 230.2483 400.4336 1375.3743

3.6340 -3.8140 -3.7140 4.3615 0.4675

-0.0002 -0.0002 -0.0002 -0.0002 -0.0007

0.0000

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

H (m)

a*|Q|^N-1

a*Q*|Q|^N-1

Q (m)

3.5371 4.5855 -4.1934 -3.7946 0.1346

153.6362 327.0092 393.2615 140.6595 1014.5663

3.5371 4.5855 -4.1934 -3.7946 0.1346

-0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0001 -0.0003

3.5098 -3.9429 -3.7927 4.1934 -0.0324

362.3705 382.2833 232.4773 393.2615 1370.3925

3.5098 -3.9429 -3.7927 4.1934 -0.0324

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001

Otros Circuitos

0.0000

0.0001

5 Q (m3/s) 0.0230 0.0140 -0.0107 -0.0270

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

 

  H (m) 3.5168 4.5422 -4.2551 -3.8133 -0.0094

a*|Q|^N-1 153.2289 325.5858 395.9108 140.9776 1015.7031

a*Q*|Q|^N-1 3.5168 4.5422 -4.2551 -3.8133 -0.0094

Q (m) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

3.5184 -3.9339 -3.7872 4.2551 0.0524

362.7769 381.8806 232.3225 395.9108 1372.8907

3.5184 -3.9339 -3.7872 4.2551 0.0524

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.0001

Otros Circuitos

0.0000

0.0000

6 Q (m3/s) 0.0230 0.0140 -0.0107 -0.0270

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

7 Q (m3/s) 0.0229 0.0139

H (m) 3.5182 4.5453

a*|Q|^N-1 153.2573 325.6851

a*Q*|Q|^N-1 3.5182 4.5453

Q (m) 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

-4.2363 -3.8120 0.0151

395.1076 140.9554 1015.0054

-4.2363 -3.8120 0.0151

0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

-0.0107 -0.0271

3.5046 -3.9485 -3.7961 4.2363 -0.0036

362.1205 382.5309 232.5725 395.1076 1372.3315

3.5046 -3.9485 -3.7961 4.2363 -0.0036

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

H (m)

a*|Q|^N-1

a*Q*|Q|^N-1

Q (m)

3.5159 4.5404 -4.2433 -3.8141 -0.0011

153.2117 325.5256 395.4045 140.9910 1015.1328

3.5159 4.5404 -4.2433 -3.8141 -0.0011

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

3.5055 -3.9475 -3.7954 4.2433 0.0059

362.1663 382.4856 232.5551 395.4045 1372.6114

3.5055 -3.9475 -3.7954 4.2433 0.0059

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

0.0000

0.0000

8 Q (m3/s) 0.0229 0.0139 -0.0107 -0.0271

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

 

  H (m) 3.5161 4.5407 -4.2412 -3.8140 0.0017

a*|Q|^N-1 153.2149 325.5367 395.3144 140.9885 1015.0545

a*Q*|Q|^N-1 3.5161 4.5407 -4.2412 -3.8140 0.0017

Q (m) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

3.5040 -3.9491 -3.7964 4.2412 -0.0004

362.0926 382.5586 232.5831 395.3144 1372.5487

3.5040 -3.9491 -3.7964 4.2412 -0.0004

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

0.0000

0.0000

9 Q (m3/s) 0.0229 0.0139 -0.0107 -0.0271

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

10 Q (m3/s) 0.0229 0.0139

H (m) 3.5158 4.5402

a*|Q|^N-1 153.2098 325.5188

a*Q*|Q|^N-1 3.5158 4.5402

Q (m) 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

-4.2419 -3.8142 -0.0001

395.3477 140.9925 1015.0688

-4.2419 -3.8142 -0.0001

0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

-0.0107 -0.0271

3.5041 -3.9490 -3.7964 4.2419 0.0007

362.0977 382.5535 232.5812 395.3477 1372.5801

3.5041 -3.9490 -3.7964 4.2419 0.0007

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

H (m)

a*|Q|^N-1

a*Q*|Q|^N-1

Q (m)

3.5158 4.5402 -4.2417 -3.8142 0.0002

153.2101 325.5200 395.3376 140.9922 1015.0600

3.5158 4.5402 -4.2417 -3.8142 0.0002

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2417 0.0000

362.0895 382.5617 232.5843 395.3376 1372.5730

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2417 0.0000

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

0.0000

0.0000

11 Q (m3/s) 0.0229 0.0139 -0.0107 -0.0271

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

 

  H (m) 3.5158 4.5402 -4.2418 -3.8142 0.0000

a*|Q|^N-1 153.2095 325.5180 395.3413 140.9927 1015.0616

a*Q*|Q|^N-1 3.5158 4.5402 -4.2418 -3.8142 0.0000

Q (m) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2418 0.0001

362.0901 382.5611 232.5841 395.3413 1372.5766

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2418 0.0001

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

0.0000

0.0000

12 Q (m3/s) 0.0229 0.0139 -0.0107 -0.0271

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

13 Q (m3/s) 0.0229 0.0139

H (m) 3.5158 4.5402

a*|Q|^N-1 153.2096 325.5182

a*Q*|Q|^N-1 3.5158 4.5402

Q (m) 0.0000 0.0000

Otros Circuitos

-4.2418 -3.8142 0.0000

395.3402 140.9927 1015.0606

-4.2418 -3.8142 0.0000

0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

-0.0107 -0.0271

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2418 0.0000

362.0891 382.5620 232.5844 395.3402 1372.5758

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2418 0.0000

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

0.0097 -0.0103 -0.0163 0.0107

2.  CAUDALES: Q(l/s) 22.95 13.95 -10.73 -27.05

Tramo 1-2 2-4 3-4 3-1

Circuito I

9.68 -10.32 -16.32 10.73

4-6 6-5 5-3 4-3

II

 

3.  PÉRDIDAS DE CARGA: Circuito I

Tramo 1-2 2-4 3-4 3-1

Zi Z1 - Z2 Z2 - Z4 Z3 - Z4 Z3 - Z1

H(m) 3.5158 4.5402 -4.2418 -3.8142

II

4-6 6-5 5-3 4-3

Z4 - Z6 Z6 - Z5 Z5 - Z3 Z4 - Z3

3.5039 -3.9492 -3.7965 4.2418

 

D.  PROGRAMAS UTILIZADOS PARA EL CÁLCULO 1.  EPANET

Es un software utilizado para hacer análisis hidráulicos y/o simulaciones de redes de distribución de agua, partiendo de características físicas presentes en las tuberías y nodos o consumos y demás componentes, con la finalidad de determinar las presiones en los nodos y los caudales en las tuberías, t uberías, las velocidades, tiempo de viaje de los fluidos desde su punto inicial de la fuente hasta el consumo final, y entre otros que el programa permite realizar a la red que se está analizando, analizando, así mismo este programa permite visualizar los resultados en diferentes variedades de formatos como mapas de la red por colores, tablas, graficas, entre otros.

F igura ig ura N° 05 05..  Interface del del Software Epanet

Las redes de distribución de agua de acuerdo con este software en lo general están compuestas por las tuberías, los nodos que vienen hacer la unión de tuberías, las bombas, válvulas y los embalses que son son los depósitos de almacenam almacenamiento iento del agua, estos vendrían a ser los componentes físicos de una red de distribución de agua, que son usados para las

 

simulaciones en este programa y que se encuentran en la barra de menos, como se ve a continuación estos objetos conectados entre sí forman una red:

F ig igura ura N° 06 06.. Componentes de una Red de Distribución de Agua. 

Cabe resaltar que este software para calcular las pérdidas de carga trabaja con las fórmulas de Hazen Williams, de Darcy Weisbach o de Chezzy Manning, que se muestran en el siguiente gráfico:

F igura ig ura N° 07 07.. Fórmulas de Pérdida de Carga. Carga. 

 

Las tuberías que conforman a los sistemas presentan una rugosidad que es necesaria para aplicar las fórmulas de perdida de carga donde a continuación se muestran sus coeficientes:

F igura ig ura N° 08 08.. Coeficientes de Rugosidad para Tubería Nueva

1.1. PROCESO DE SIMULACIÓN:

Para modelar un sistema o red r ed de distribución de agua mediante este software los pasos a seguir son:  

Dibujo de los componentes que conforman al sistema o red de distribución.

 

Configurar cada componente que conforma al sistema de acuerdo a sus  propiedades o características.

 

Configurar el modo en que va a operar la red.

 

Seleccionar las opciones de cálculo y realizar el análisis de la red.

 

Por último, observar las resultados r esultados que se an obtenido del análisis realizado.

 

2.  WATERCAD Este software trabaja de la misma manera que el software Epanet, pero con un poco de mejoras incorporadas, el cual es utilizado para hacer análisis, modelaciones y la gestión de redes de distribución de agua a presión para una localidad “x” permitiendo hacer simulaciones hidráulicas y así de este modo poder estudiar el consumo, las posibles  pérdidas de caudales o presiones y así analizar a la red y poder determinar los puntos donde se originan perdidas, así mismo este programa igual a los demás de la misma categoría, permite visualizar los resultados en diferentes variedades de formatos como mapas de la red por colores, tablas, graficas, entre otros. La fácil interface permite que en este programa pueda exportar de otros programas ya sea archivos, datos u otros, además permite modelar y gestionar redes a presión, analizar la calidad de agua y entre otros, la diferencia de este software de los demás es que este utiliza la calibración automática (ajustar las características del modelo hidráulico a partir de datos obtenidos en en campo como: rugosid rugosidad, ad, presiones, ca caudales, udales, cotas, y entre otro) otro) el cual le permite brindar el compo comportamiento rtamiento real de la red en es estudio, tudio, ya que la complejidad de este programa le permite crear crear una variedad de escenarios escenarios y alternativas.

2.1. PROCESO DE MODELACIÓN -  La construcción o dibujo:

Para las modelaciones hidráulicas en este software se utiliza representaciones de los elementos como: las tuberías están representadas por una línea, los puntos o nodos que son el consumo, tanques, reservorios e hidrantes, además símbolos híbridos que tiene como las bombas, las válvulas de control, regulaciones y entre otros. -  Ingresar la información:

Una vez realizado el dibujo con sus respectivos elementos se procederá a agregar información a cada elemento como rugosidad, cotas, longitudes, niveles, diámetros y entre otras que se puede tener, se debe tener en cuenta que de acuerdo a la adecuada información ingresada va a depender para la correcta confiabilidad de resultados. -  Creación de Escenarios y Alternativas:

La fácil interface del programa permite modelar con gran facilidad una variedad de escenarios y alternativas como: la racionalización del cloro, ampliación de los l os elementos,

 

cambio de datos y entre otros que el usuario seleccionara de acuerdo a lo que necesite, todo esto se ejecutara dentro un solo modelo para obtener múltiples soluciones. -  Ejecución de la simulación creada:

Luego de haber creado los escenarios se procede a hacer la ejecución o simulación de la red creada, donde el usuario tiene la libertad de elegir qué tipo de análisis realizar.

Interpretación ión de resultados: -  Interpretac Como paso final después de ejecutar el modelo creado el programa brindara una variedad de resultados, como los caudales, caudales, presiones, niveles y entre otros para cada escenario, el  programa brinda varias herramientas que se pueden usar para poder interpretar los resultados de mejor manera, entre ellos tenemos la asignación de colores, anotaciones, creación de gráficos, creación de perfiles, creación de mapas de contorno y tablas de datos.

F ig igura ura N° 09 09.. Creación de Red de Distribución usando el software WaterCAD. 

 

IV. 

CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA

Una conexión domiciliaria viene a ser la conexión del servicio público de agua potable a una vivienda determinada desde una red principal o tubería matriz hasta la fachada o vereda de la vivienda, donde se incluirá un elemento de control o medidor que será controlado y supervisado por la empresa a cargo del suministro de agua a la población. Para la instalación de una conexión domiciliaria es necesario la gestión correspondiente en las entidades responsables (Entidad de Saneamiento Municipal), el cual será el proceso correcto para permitir dicha conexión, cualquier conexión particular realizada en la red  pública está totalmente prohibida ya que toda conexión realizada a la red pública debe realizarse bajo control Municipal, además no se permite la instalación de conexiones en líneas de impulsión, conducció conducción, n, salvo excepciones. La instalación de las conexión domiciliaria constará de trabajos externos de la tubería matriz hasta la caja de medidor, m edidor, dicha instalación se realizará de manera perpendicular a la tubería principal, el dímetro mínimo de la conexión domiciliaria deberá ser de 15milimetros ½ pulgada.

1.  Elementos De Una Conexión Domiciliaria: Elementos de toma:  

1 abrazadera de derivación con su empaquetadura ya sea de PVC o metal.

 

1 llave de toma (corporation)

 

1 transición de llave de toma a tubería de conducción

Una conexión domiciliaria inicia por la conexión de una abrazadera a la tubería principal o matriz, primero esta se colocará por la parte inferior de la tubería principal y se ajustará los pernos y tuercas que presente la abrazadera luego se procederá a perforar la tubería matriz usando un taladro tipo Müller o similar, por el orificio que brinda la abrazadera que se ha colocado, esta debe ser resistente y anticorrosión, se recomiendo cubrir los  pernos y tuercas. tuercas. Una vez colocada la abrazadera se colocará en la montura la llave de toma (Corporation) la misma que a su vez se conectará a una transición y está a la tubería de conducción.

2.  Tubería de conducción:   Tubería de PVC de ½” y/o ¾”.     Codo de ½” x 45°. 

 

Esta tubería permitirá la conexión desde la transición del elemento de toma hasta la caja de medidor, la cual debe ingresar con 45° de inclinación y debe estar bien empalmada  para evitar fugas fugas de agua.

3.  Tubería de forro de protección: La tubería será cubierta por un forro de 3 pulgadas o 80 mm como mínimo, esta será colocada en el cruce de pavimentos la cual permitirá la fácil extracción y/o relaciones, en algunos casos se usa arenilla la cual se coloca mediante una cama de apoyo de espesor de 20cm de espesor y esta será tapada con el mismo material con espesor de 30 cm; en conclusión, es recomendable proteger la tubería de conducción conducción para posteriores trabajar futuros.

4.  Elementos de control:  

2 llaves de paso.

 

2 niples Standard.

 

niple o medidor de agua.

 

2 uniones presión rosca.

 

Caja de medidor con su marco y tapa.

 

Elemento de unión de la instalación.

Estos elementos se ubicarán en la caja de medidor o protección, dicha caja en algunos casos es brindado por la empresa prestadora de servicios de agua conjunto con el medidor de agua, los cuales serán instalados por la misma empresa, de no ser así el constructor remplazara el medidor por un niple hasta su colocación de ser el caso.

F igura N° 10. Partes de un medidor.

La colocación del medidor debe hacerse a 0.05 m de altura con respecto al solado o base, el cual debe estar alineado y nivelado horizontalmente con los demás elementos de control que se pretendan instalar.  

 

5.  Caja del Medidor Es una caja prefabricada de concreto:   f’c = 175 Kg/cm2,  

con dimensiones interiores mínimas de 0.50 x 0.30 x 0.25 m para conexiones de

 

13 mm (1/2 plagada) y 19 mm (3/4 plagada), será apoyada sobre el solado de fondo de concreto con f’c = 140 Kg/cm2. y espesor de 0.05 m.

Esta caja se ubicará en la vereda, cuidando que comprometa solo un paño de ésta, En caso de no existir vereda, la caja será ubicado con una losa de concreto f’c = 175

Kg/cm2 de

0.8 x 0.60 x 0.10. La tapa de la caja será tapa de PVC con dimensiones exteriores 0.460 x 0.225 m, se colocará al nivel de la rasante de la vereda, deberá también ser resistente a la abrasión, tener facilidad en su operación y no propicio al robo.

6.  Elementos de unión con la Vivienda -  Para facilitar la unión con la instalación interna de la vivienda se colocará a partir

de la cara exterior de la caja un niple, el cual servirá para efectuar la unión. -  Para la unión el propietario obligatoriamente instalara al ingreso y dentro de su

 predio una llave de control.

F igura N  11. Conexión domiciliaria.   

 

7.  Requisitos para acceder al servicio de saneamiento: -  Solicitud requiriendo el servicio de conexión domiciliaria a la (Entidad de

Saneamiento Municipal). -  Documentos de propiedad que figure como propietario actual el solicitante. -  Copia de D.N.I -  Croquis de ubicación del inmueble. -  Pago del derecho de inspección y colocación del servició. -  En caso de solicitar el servicio un tercero debe adjuntar una carta poder de

autorización por el propietario del inmueble. i nmueble.

 

V. 

CONCLUSIONES

 

VI. 

REFERENCIAS:

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VII. 

ANEXOS:

Línea de distribución por gravedad

Línea de distribución por bombeo.  

Tabal N° 01. COEFICIENTES 01. COEFICIENTES DE FRICCIÓN «C» EN LA FÓRMULA DE HAZEN Y WILLIAMS

Fuente: Reglamento Nacional De Edificaciones

 

 

  RED MALLADA(CERRADA)

RED RAMIFICADA(ABIERTA)