Acueducto urbano

5/8/2018 Acueducto urbano

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P RO YE C T O D E D ES A R RO LL O T E C NO LO G I CO D E L AS I NS T I TU C I ON ES D EA B A S T E C I M I E N T O D E A G U A P O T A B L E V A L C A N T A R I L L A D O( D T I A P A )

R E D E S D E D I S T R I B U C I O N - A S P E C T O S U R B A H O SI n g . B e r na rd o G O me zC o n su lt or a C a rt a P l a za , O P S / O H S -C E P I S

S l O M 1 1

T AL L E R P AR A I N G EN IE R O S S O B RE O PE R A CI O N YM A N T E N I M I E N T O O E S I S T E M A S O E A B A S T E C I M I E N T O

D E A G U A P OT AB L E Y A LC A N TA RI L L AD OL im a - P er u , 2 2 -2 6 d e o c t u b r e d e 1 9 79

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C O N T E N l D O

I . C l A S l f l C A C I O N D E L AS T UB ER IA S ll. D I S P O S I C I O N . . . . . . 1 1 1 . B A SE S P A RA E l M A NT E NI MI EN T O P R EV EN TI V OI V . Z O N A S D E P R E S I O N . .V . C A P A C I D A D D E l A S T U B E R I A S


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L os e le me nt os q ue c on fo rm en l os s is te ma s d e d is tr ib uc io n h an s id o d is en a-d os d en tr o d e c ie rt as c on di ci on es y c ri te ri os q ue p ue de n c on si de ra rs e c om o s usc ar ac te ri st ic as t ec ni ca s y q ue c on st it uy en u na d e l as b as es s ob re l as c ua le s d e-b en o ri en ta rs e l as a ct iv id ad es c or re sp on di en te s, t an to a l a o pe ra ci on y a l m an -t en im ie nt o d e s us e st ru ct ur as c om o a l os t ra ba jo s q ue s e d es ar ro ll an p ar al el a-mente todos l os dia s, para ampliar las a fin de adaptarlas al crec imiento natu-ral de los usuarios y de las redes. A c on ti nu ac io n s e r es um en a lg un os d e l osp r in c i pa l es a s pe c to s .I. C LA S IF IC AC IO N D E L AS TUBERIAS

L as t ub er ia s q ue i nt er vi en en e n l os s is te ma s d e a ba st ec im ie nt o d e a gu ap ue de n c la si fi ca rs e e n c ua tr o g ru po s ( ve r f ig ur a 1), asi: (1) d e a du cc io n a con-d uc ci on , c uy a c ar ac te ri st ic a c on si st e e n q ue t ra ns po rt an e l a gu a d e u n p un to a - -otro sin prest ar servic io e n la ruta; (2) l as d e a li me nt ac io n, q ue a ba st ec en al as t ub er ia s d e d is tr ib uc io n y a l os h id ra ta nt es p er o n o l le va n c on ex i on es d om i-ciliarias; (3) l as d e d is tr ib uc io n, q ue s on a ba st ec id as p or l as d e a li me nt ac io n yd an s er vi ci o a l as c on ex io ne s d om ic il ia ri as ; (4) l as c on ex i on es d om ic i li ar ia s, q uellevan el agua de las de distribucion a cada uno de los usuarios. El conjunto( 2), ( 3) y ( 4) e on st it uy e l a r ed d e d is tr ib uc io n.E st a e la si fi ca ci on e s d e g ra n i nt er gs p ar a d iv er sa s a ct iv id ad es t al es c om or eg la me nt os , c on ta bi li da d d e c os to s, c ob ro d e e uo ta s y c an on es a l os u su ar io s,d is tr ib uc io n d e v al vu la s, c on tr ol d el s er vi ci o, p ro gr am as d e m an te ni mi en to , e tc .

II. DISPOSICIONL as r ed es q ue d is tr ib uy en e l a gu a a l os u su ar io s e st an c on st it ui da s p arl as t ub er ia s p ri ne ip al e s y p or l as c on e xi on es d om ic i li ar ia s. L as d om i ci li ar ia sa ba st ec en c ad a u na a u na e di fi ca ci on e sp ec if ie s; l as p ri nc ip a1 es a ba st ec en av a r ia s d o mi c il i ar i a s.L as t ub er ia s p ri nc ip al es d eb en c ol oc ar se p ar a1 el am en te a l e je d e l a v ia( ve r f ig ur a 2) y l as d om ic il ia ri as n or ma lm en te a e li c ua lq ui er o tr a d is po si ci onconfunde y complica la prestacion del serv icio. En 1 a figur a 3 se s enalan dosm od al id ad es q ue s e e nc ue nt ra n c om Uo me nt e e n l as r ed es y q ue s on g en er a1 me nt e l ac on se cu en ci a d e u na m al a p ra ct ic a e n l a o pe ra ci on y e l m an te ni mi en to , p ra ct ic aq ue d eb e e vi ta rs e e n t od as l as f or ma s.Las tuberias debe n ubicarse en las vi as publica s, de ac uerdo con su ti poy can la posicio n relativ a de las estructur as de l os otros ser vicios. La figu ra

4 muestra esa disposicion para una calle ideal de una sola pis ta. En las ve redasc on vi en e i ns ta la r l as t ub er ia s d e d is tr ib uc io n p or qu e e st as r eq ui er en f re cu en te sr ot ur as d el p av im en to ; e n l as p is ta s 0c al za da s e s a co ns ej ab le s it ua r l as d e a li -mentaci on porqu e en esta s las rot uras son menos fr ecuentes y e n cambi o sus fa llaspueden afe ctar las edifi caciones, si estan muy proxima s a elIa s. En vias de anc homayor a 10 metros, parec e mas econom ico dispo ner una tuberia e n cada vereda. Lau bi ca ci on d e c on du ct os e n l as v ia s p ub li ca s r eq ui er e u na r eg la me nt ac io n d e l amunicipalidad correspondiente.

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L a i nt er co ne xi on d e l as d if er en te s t ub er ia s d e a li me nt ac io n y d e d is tr i-bucio n deb e establecerse d e ta l ma nera que se logre (1) un n Gm er o m in im a d evalvulas, (2) u na o pe ra ci on s en ci ll a. E n e st as c on di ci on es , u na d is po si ci oncomo la ind icada e n el esque ma "A " de la figura 5 d eb e e v it ar se , p or qu e r e su lt ac as to s a y c om pl ic ad a. E n c ua nt o s ea p os ib le y e co no mi ca me nt e r ec om en da bl e, e sp re fe ri bl e i nt ro du ci r e mp al me s y e st ab le ce r v al vu la s, c om o l as q ue s e i nc lu ye n- en l os e sq ue ma s "B " y .. .. de l a misma figu ra. Es interesa nte notar que un crucede tuber ias como e1 . ... p er mi te f un ci on ar e l h id ra nt e c ua nd o s e s us pe nd e e l s er -vic io e n uno de los d os conduct os.

L as c on ex io ne sd om ic il ia ri as , b ie n s ea q ue t en ga n 0 no medidor a q ue estea pa ra to s e c ol oq ue d en tr o 0f ue ra d e l a e di fi ca ci on , r eq ui er en p ar a s u c on tr olla existencia de una lla ve a valvula insta lada en la ver eda, que permit a a lai ns ti tu ci on e nc ar ga da d e l a p re st ac io n d el s er vi ci o, i nt er ru mp ir lo e n c ua lq ui erm om en to s in i nt er ve nc io n d el u su ar io . D es de e l p un to d e v is ta c om er ci al , e lma ntenimiento de este accesori o y de sus cajas es vital tanto pa ra el funcion a-mi ento de la e ntidad como par a el cobr o del servic io y par a el c umplimiento delos r eglamentos por parte de los usuarios. P uede considerar se que es la clavep ar a l a a de cu ad a c om er ci al iz ac io n d el s er vi ci o. L a f ig ur a 6 da una idea de lad is po si ci on c or re sp on di en te e n t re s c as os d e c on ex io ne s.III. BASES PARA E L M AN TE NI MI EN T O P RE V EN TI VO

E l m an te ni mi en to p re ve nt iv o d e l as r ed es d e d is tr ib uc io n t ie ne p or o bj et og ar an ti za r: ( 1) q ue t od as l as v al vu la s ( a) s e e nc ue nt ra n f ac il me nt e, ( b) f un ci o-n an e or re ct am en t e, ( c) e s ta n p er ma ne nt em e nt e a bi er t as 0 c er ra da s d e a cu er do c onu n p la n p re es ta bl ec id o; ( 2) q ue t od os l os g ri fo s 0 h id ra nt es s e u bi qu en f ac il -men te y se encuen tren en buen estado y se puedan operar oportunament e; (3) quel as v en to sa s y p ur ga s f un ci on en a de cu ad am en te y n o p re se nt en d es pe rf ec to s; ( 4)q ue t od as l as t ub er ia s, e le me nt os y a cc es or io s d e l a r ed , t en ga n l a c ap ac id adn ec es ar ia y e st en l ib re s d e f ug as . A c on ti nu ac io n s e i nc lu ye n a lg un as c on si de ra -c io ne s a pl ic ab le s c om o b as e p ar a l a p ro gr am ac io n d es ti na da a c on se gu ir l os o bj e-tivos (1), (2) y (3). Para el (4) se dan emplios detalies en la conferencias ob re f ug as y d es pe rd ic io s.

P ar a h ac er f ac ti bl e e l m an te ni mi en to d e l as v al vu la s e s c on ve ni en te : ( 1)e st ab le ce r p ri or id ad es , ( 2) a do pt ar m od el os p ar a s u i ns ta la ci on , ( 3) d is po ne rl asa de cu ad am en te . L a f ig ur a 7 i nd ic a e n f or ma g ra fi ca l os a sp ec to s q ue p ri nc ip al -m en te d eb en t en er se e n c ue nt a.C om o p un to f un da me nt al p ar a l a p ro gr sm ac io n d eb e e st ab le ce rs e p ri or it ar ia -

m en te l a r ev is io n d e l as v al vu la s i ns ta la da s s ob re t od as l as t ub er ia s d e a li me n-tacion y sobre las de distr ibucion que e sten colo cadas en los punt os donde see mp al ma n c on a qu el l as . As ! s e p ue de g ar an ti za r l a c on ti nu id ad d el s er vi ci o, p or1 0 m en os e n l os g ra nd es s ec to re s d e l a l oc al id ad .


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Las valvulas grandes deben inB talarse en cajaB que permitan deB armarlas sinnecesidad de hacer excavacioneB. Ksto B e refie! :'ea las mayoreB de 30 0 m m (12") qu egeneralmente B on horizontaleB y diBponen de un conjunto de engraneB que requieree ngr aB ars e p er io di ca me nt e. L as r es ta nt eB p ued en t ene r c aj as d e m in im aB d im en si on es .K s conveniente adoptar una disposiciOn tanto de las tuberias como de laBvalvulas en lOB empalmeB de laB lineas de alimentaciOn con las de diatribuciOn,

q ue f ac il it e n o B ol am en te la o pe ra ci on B in D l OB p ro gr am as pr ev ent iv os . La figura 7_estra en el esque-. "A" una dispo" iciOn con gran nlDoero de valvula. y el "B", unaforma que puede adoptar" e para facilitar, tanto el movimiento de elI as como losprogramas preventivos, ya que reduce al m ! n i m o la B v al vul as c on p re lac iO n, e ll d eci rl aB d e r ev isi On . as f re cu en te .

Para 10 " h id ra nt es ( gr if os ) d e i nc en di o ( ve l' f i gu ra 8) , e s c on ven ie nte q uelas revisiones sean hecb& " bi" icamente por el cuerpo de bomberos de la localidad,en colaboraciOn con el personal del " ervicio de agua. Las reparaciones necesariaB ,ca.o consecuencia de eB as revisiones, deben eer ejecutadaa por la empreB a y 10 ma Br'pi~te poaible. Esta combinaciOn evita conflictoa en caaos de incendio yg ar an ti za e l p ro gr am s d e a an te nt .i en to .

Para permitir el funcionaaiento adecuado de las tuberias y " u correct a opera-ciOn, es necesario que las l neas. especia1mente las de aducciSn y alimentaciOn. dis-pougan de ventoBB s y purgas. cuya revisiOn hay q ue h ac er la c on s uf ic ie nt e f re cu en ci ac o.o p ara g ar an tiz ar q ue en c ual qu ie r e ae rge nc ia c ump la n d ebi da me nt e co n s u o bj et iv o.Una forma puede ser incluirlas como parte del mantent.iento preventivo de las valvu-laa. estableciendo una prioridad especial. Para facilitar el desarrollo de laB ac-t ivi da deB c or re spo nd ie nt eB , B e r eq uir e d is po ne r d e c aj aB a dec ua da B, t al es c om o l aBi ndi ca das e n l a fi gu ra 9.IV . ZOOM DE PRESl(:J{

El conjunto de elementoB que conB tituyen el B iB tema de diB tribucion de unalocalidad debe podei garantizar que en cualquiera de BUB puntos la presion (1) a lahora de maxima demanda no sea menor que un valor .iniao preestablecido en tsl formaque pueda abaatecerae una edificaciSn normal; (2) a la hora de minima demanda 0encondiciones estaticaa, no aea mayor de un maximo que correBponda econSmicamente conlas estructuras del sistema. Generalmente ae adoptan para el diseno, minimes de 20metroB y m ix imo s d e 60 . E st os v al ore s g ar an ti za n u n s er vi cio ad ec ua do p ara ed if ic a-cioneB de dos a tres plantas y el empleo de tuberias y accesorioB para cargss detrabajo de 105 metros (150 psi) que pueden operarse con preBiones estaticaB de 70metros y sobrepresiones de un 5 0X .

P ar a co ns eg ui r e Bt as c on dic io nes e s i ndi sp ens ab le q ue , c uan do l as d if er en ci asde nivel. entre lOB puntOB mas alto y mas bajo de la localidad, sea mayor que Iad ife re nci a e nt re l as p re sio ne s m ax ima y mi ni ma a dop ta das , ma s un os c in co m et ro s y enalgunos casos, como el de lineas de sducci6n muy largas, se divida esa localidad enZ on SB d e p re si On .

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La zonificacion de una localidad se hace. como 10 indica la figura 10 y Berequiere: (1) ubicar lOB reservorios de tal manera que Is cota de fonda de ellosno Bea menor que la cota del punto de mayor elevaciOn mis Is presiOn minima, adi-c io na da e n 5 metros; (2) e at ab le ce r l as l in ea s d iv is or ia s d e p re si On , m at er ia li za n-dolas como Be indica en la figura 10; (3) comunicar una zona con la siguiente, ab as e d e v al vul aB r ed uc to raB d e p re si on 0po r i nt er me di o d e c am ara B 0de reBervoriosrompepresiones.

La zonificaciSn de presiones en una localidad plantea a la operaciSn y man-t en im ie nt o a lg un os p ro bl em as c uy as c on se cu en ci as B e m an if ie Bt an en d ef ic ie nc ia s d els erv ic io , d an oe e n l as t ube ri as , e tc . P ar a m in im iz ar lo a e a c on ven ie nte : (1) .-ple-ar valvulas reductoraB de presiOn, B olamente en B iB temaB de cierto tamano, donde aed is po nga d e p er Bo na l id on eo p ar a s u o per ac iSn y ma nt en im ie nt o. En los demas, elq uie br e d e p re Bio ne B co nv ie ne h ac er lo a b aB e de re Be rvo ri oB 0 d e c im ar as . (2) RacerlaB diviBioneB entre zonas. como indica la figura 10 . No eB conveniente emplearvalvulaB para eB to porque su control es dificil. (3) Si n e mb ar go , c ua nd o s ea ne -ceB ario el UB O de valvulas como divisorias. debe emplearse un procedimiento que laBdiferencie de las demas, talesco.o cabezotes de secciSn triangular y no cuadradaque obliguen al uso de llaves especiales para operarlas, laa cuales pueden teneraecontrol.das. T ambi n, aU n cuanrlocon .enos ~ ito, pueden emplearse cajas de figurae Bp ec ial q ue I e r ec uer de n a l o per ad or de v 81 vu las l a pr oh ib ic iO n d e a cc io n. rl as .V . CA PACIDAD DE LAS TUBERIAS

Como B e i nd ico a rri ba . l a c on di ci On d e d iB en o e st abl ec e p re si on es mixiaaede 60 metros y a in ima s d e 20 metrOB. Debido a la variaciOn horaria de la deaandaen los diferentes puncce de la red. la pTesiOn se mantiene oscilando. pero susvalores extremaa no deben apartarBe mucho de la _dia. Cuando esto eucede es po-sible que la gran variaciOn se deba a tres causas: (1) una obstrucciOn 0 una val-vula entreabierta que producen una gran pSrdida de carga. eB pecia1mente a las horasde maxima demanda; (2) una valvula cerrada que obliga al agua a pasar por tuberias quno tienen capacidad para esto; (3) uno 0m a s tramos de la red sobrecargados. Ent od oB l os ca BO B l a f al la de be i nv eB ti ga rse y corregirBe.

La figura 11 da una idea de la forma como Be produce el problema. Puedeapreciarse que a laB horas de maxima demanda laB p'rdidaB de carga son elevadaB ylas presiones llegaran a bajar hasta cero; en cambio de noche, al disminuir elflujo de agua las presiones se acerCBD al valor estatico, siempre que no haya unafuga en el sistema.

Esto hace vel' q ue la operaciSn de los sistemas de distribuciOn requieremantener una medida sistematica de Is presion en las redes a fin de descubrir opor-tunamente lOB problemaB. Ademis es indispensable siempre que se vaya a concederuna conexion domiciliar para un uso que se salga del predominante, por ejemplo unag ra n f ab ri cs : 0t am bi' n c ua nd o s e q uie ra a baB te ce r u n nu ev o de sa rr ol lo u rb ano se de behacer una determinacion de la capscidad del Bector y del impacto que producira lademanda correspondiente.


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La figura 12 da una idea de la forma de hacerlo a base de provocar unac ar da d e p re si on , a br ie nd o u n h id ra nt e 0gr ifo de in cendio. El flujo se determinac on l a f or mu la Ql = 27 n2 IF', en que Ql es el gasto en gpm; n = d ia me tr o d e l aboca en pulgadas y P la presion en libras que se mide par media de un piezometroo de un manOmetro. Antes de abrir el hidrante se lee la presion PI en un p unta P;cuando se abra se lee otra vez la presion P2 en ese punto y en el manometro delhidrante. El ga sto m aximo adicional que puede o btenerse en la zona, dejando unap re si on r es id ua l d e 20 m et ro s, p ar e je mp lo , s er a:

en que 525 i l a c an ti da d d e a gu a q ue r eq ui er e l a n ue va c on ex io n d om ic il ia r 0e l n ue vo d es a-r ro ll o u rb an o e s m ay or q ue Q2 , e l s ec to r d eb e r ef or za rs e.

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