UBICACIÓN DEL RESERVORIO

La ubicación del reservorio está determinada por la necesidad demantener presiones en la red dentro de los límites de servicio.

Estas presiones en la red están limitadas por normas, dentro de rangosque pueden garantizar las condiciones más favorables.

El R.N.C. establece que la presión mínima y máxima será de 15 y 50metros de columna de agua respectivamente.

TIPOS DE RESERVORIO

Reservorios apoyados:Se considera este tipo de reservorios, cuando la zona se encuentra en una cota inferior a la cota del suelo donde estará apoyado el reservorio, teniendo una presión suficiente para su distribución del agua en la red.

Reservorio elevado:Se asume este criterio cuando el reservorio se encuentra en un terreno del mismo nivel que la red de distribución y para ganar o lograr la presión suficiente para su distribución en la red, se ubica a una cota elevada de acuerdo a la cota piezométrica previamente calculada en función del punto de distribución más desfavorable o más alejado. Los reservorios elevados que se construyen son metálicos o de concreto armado

FUNCIONES DEL RESERVORIO

Las funciones básicas que debe cumplir un reservorio son:

• Compensar las variaciones horarias, durante el día a través del volumen de regulación (Vreg).

• Mantener las presiones en la red.

• Almacenar cierta cantidad de agua, en caso de emergencias (incendios, mantenimiento de la red: rotura de tubería, fallas

CAPACIDAD DE UN RESERVORIO

Es la cantidad de agua que debe almacenar el reservorio para garantizarun servido óptimo y permanente.

Volumen del reservorio = Vre + Vi + Vreg

a) Volumen de regulación ( Vreg ):

Vreg = V1 + V2

Dónde:

V1 = Exceso V2 = Defecto

Vreg = Volumen de regulación

Ejemplo:

Calcular el volumen de regulación considerando los siguientes datos: Población P = 2500 habitantes Dotación D = 150 l/hab/día

Solución:

• Qp = PD/86400 = 4.34 l/s

• Vr= 25% (4.34 l/s)

• Vr = 93.74 m 3

Volumen contra incendio ( Vi):

POBLACION VOLUMEN CONSIDERADO

< 10 000 hab. No considerar

10 000 < Pobl. < 100 000 hab. Considerar :N° hidrantes = 2 G/ hidra. Q = 15 It/seg. Tiempo mínimo = 2 horas

> 100 000 hab. Considerar:

N° hidrantes = 2 en zona residencial N°hidrantes - 3 en zona industrial C/hidrante Q = 15 It/seg.

Tiempo mínimo = 2 horas

Volumen de Reserva (Vre):Es aconsejable mantener un volumen adicional que de la oportunidad derestablecer la conducción de agua hasta el reservorio. El RNC presenta lassiguientes posibilidades, tomándose la más representativa:

• Vre = 25 % Vreg

• Vre = 33 % (Vi + Vreg)

• Vre = Qp t

Donde:

Qp = gasto por incendio (15 lit / seg)

T = tiempo que demora el incendio (2 a 4 horas)

Problemas resueltos

Problema 01:

La siguiente es la tabulación de los registros horarios del agua consumida en la ciudad X, en el día de máximo consumo del año 1971:

HORA DEMANDA ( m3/hr) HORA DEMANDA ( m3/hr)

01 285.412 13 3291.460

02 460.216 14 3786.176

03 560.608 15 4082.863

04 760.864 16 4482.612

05 875.486 17 4775.440

06 1082.488 18 5043.890

07 1261.806 19 5368.928

08 1572.376 20 5783.618

09 1786.691 21 5952.180

10 2062.762 22 6158.884

11 2397.586 23 6328.584

12 2876.657 24 6598.685

Se determinarán analíticamente y se indicarán en el diagrama los valores siguientes:

a) Consumo promedio durante el día, en It/seg.

b) Consumo máximo horario en el día , en It/seg. y hora en la cual ocurre.

c) Consumo mínimo horario en el día , en It/seg. y hora en la cual ocurre.

d) Valores, en porcentaje, de los consumos máximos y mínimos horario en relación con el promedio horario durante dicho día.

Aceptando que las variaciones del consumo de la ciudad X serán lasmismas que las de la ciudad Y, con los datos así obtenidos se hallará, parala población de la ciudad Y en el año 2010 calculada en 45 500 habitantes, con una dotación promedio de 200 It/hab/día y una variación de 30 % enel día de máximo consumo, determinar lo siguiente :

e) Consumo promedio diario en It/seg.

f) Consumo máximo horario en It/seg. y hora en la cual ocurre.

g) Consumo mínimo horario en It/seg. y hora en la cual ocurre.

h) Capacidad mínima que requiere tener en el tanque regulador para absorber estas variaciones en el caso en que la entrada de agua sea constante durante todo el día. ,

i) Capacidad requerida en la línea de conducción del rio a la planta en It/seg.

j) Capacidad requerida en la línea de conducción de la planta al tanque regulador.

k) Capacidad requerida de la tubería matriz de alimentación del tanque regulador a la ciudad., teniendo en consideración la posibilidad de riesgo de incendio a ser combatido con la descarga proveniente de 4 grifos de 16 It/seg. cada uno.

Solución:

Parte 1: Población X

HORA VC acum. V consumo

m3 m3/h It/seg

1 285.412 285.412 79.281

2 460.216 174.804 48.557

3 560.608 100.392 27.887 mínimo

4 760.864 200.256 55.627

5 875.486 114.622 31.839

6 1082.488 207.002 57.501

7 1261.806 179:318 49.811

8 1572.376 310.570 86 269

9 1786.691 214.315 59.532

10 2062.762 276.071 76.686

11 2397.586 334.824 93.007

12 2876.657 479.071 133.075

13 3291.46 414.803 115.223

14 3786.176 494.716 137.421 máximo

15 4082.863 296.687 82.413

16 4482.612 399.749 111.041

17 4775.44 292.828 81.341

18 5043.89 268.450. 74.569

19 5368.928 325.038 90.288

20 5783.618 414.690 115.192

21 5952.18 168.562 46.823

22 6158.884 206.704 57.418

23 6328.584 169.700 47.139

24 6598.685 270.101 75.028

Consumo total diario Cx 6598.685 1832.968

Consumo promedio horario 274.945 76.374

a) Consumo promedio durante el día:

76.374 It/seg

b) Consumo máximo horario en el día y hora en la cual ocurre:

Cmax h= 137.421 It/seg

hora = 14 horas = 2 pm.

c) Consumo mínimo horario en el día y hora en la cual ocurre.

Cmin h = 27.887 It/seg hora = 3 am

d) Valores, en. porcentaje, de los consumos máximos y mínimos horario en relación con el promedio horario durante dicho día.

Cmax h= 137.421 / 76.374 * 100 = 180%

Cmin h = 27.887 / 76.374 *100 = 37 %

Tenemos los siguientes datos para la población Y Población año 2010 P = 45 500 hab.

Demanda promedio D = 200lt/hab/d Variación: de 30% en el día de máximo consumo

Luego debemos calcular previamente los siguientes valores:

Calculo de la dotación variada:

D = Qp* variación = 200*1.3 = 260 It/hab/d

Calculo del consumo diario total:

Cy = D * P =260 It/hab/d* 45500 hab

Cy = 11 830 000 It/d

Consumo diario total de la ciudad X:

Cdx = 6 598 685 It/d

Coeficiente de variación:

5 = Cdy /Cdx = 11830000/6598685 = 1.793

Aceptando que las variaciones de consumo en ambas ciudadesson iguales se confecciona el cuadro N°02. Vdy = δ *Vdx

HORA VC acum.Xm3

V consumo Ym3/h m3/h It/seg

1 285.412 511.744 511.744. 142.151

2 460.216 825.167 313.424 87:062

3 560.608 1005.170 180.003 50.001

4 760.864 1364.229 359.059 99.739

5 875.486 1569.746 205.517 57.088

6 1082.488 1940.901 371.155 103.098

7 1261.806 2262.418 321.517 89.310

8 1572.376 '2819,270 556.852 154.681

9 1786.691 3203.537 384.267 106;741

10 2062.762 3698.532 494.995 137.499

11 2397.586 4298.872 600.339 166.761

12 2876.657 5157.846 858.974 238.604

13 3291.46 5901.588 743.742 206.595

14 3786.176 6788.614 887.026 246.396 n

15 4082.863 7320.573 531.960 147.767

16 4482.612 8037.323 716.750 199.097

17 4775.44 8562.364 525.041 145.845

18 5043.89 9043.695 481.331 133.703

19 5368.928 9626.488 582.793 161.887

20 5783.618 10370.027 743.539 206.539

21 5952.18 10672.259 302.232 83.953

22 6158.884 11042.879 370.620 102.950

23 • 6328.584 11347.151 304.272 84.520

24 6598.685 11831.442 484.291 134.525

Consumo diario 11831.442 3286.512

Consumo promedio horario 492.977 136.938

e) Consumo promedio durante el día:

136.94 It/seg

f) Consumo máximo horario en el día y hora en la cual ocurre:

Cmax h= 246.40 It/seg hora = 14 horas = 2 pm.

g) Consumo mínimo horario en el día y hora en la cual ocurre:

Cmin h = 50.00 It/seg hora = 3 am

h) Capacidad mínima del tanque regulador:

Vreservorio = Vexeso + V defecto

Déficit = 10370.027 - 9850 = 520 m3

Exceso = 4450- 3203.537 = 1246 m3

Vreservorio = 520 +1246 = 1766 m3

i) Capacidad requerida en la línea de conducción del río a la planta en It/seg.

• Q1=Qmax. Diario = Qp *1.3

• Q1=11831.44*1.3 = 15380.859 m3

• Q1 = 4272.46 I/seg

j) Capacidad requerida en la línea de conducción de la planta al tanque regulador

Q2 =Q max. diario = 4272.46 l/seg

k) Capacidad requerida de la tubería matriz de alimentación del tanque regulador a la ciudad., teniendo en consideración la posibilidad de riesgo de incendio a ser combatido con la descarga proveniente de 4 grifos de 16 It/seg. cada uno.

Q incendio= 4 grifos* 16 It/seg * 2 horas

Q incendio= 460 800 It = 460 .80 m3

Q3 = Q1 + Q incendio = 15380.859+460.80

Q3 = 15841.66 m3

Problema 2

Calcular el volumen de almacenamiento, considerando un caudal máximo diario de 72 It/ség. y un caudal de incendio de 58 lt/seg.. Considerando que el área de estudio abarca una extensión de 153.54 hectáreas, para la cual necesitamos un Qmd = 259 m3/h, pero el área de influencia del reservorio ( incluido la zona de estudio ) es 455 hectáreas aproximadamente ( asumir las variaciones horarias k-2 según el servicio).

HORA Coef. Variac. K2 (%) HORA Coef. Variac. K2 (%)

0-1 35 12-13 180

1-2 35 13-14 140

2-3 35 14-15 100

3-4 35 15-16 80

4-5 90 16-17 90

5-6 160 17-18 110

6-7 180. 18-19 180

7-8 150 19-20 75

8-9 110 20-21 70

9-10 100 21-22 40

10-11 110 22-23 35

11-12 150 23-24 35

Solución:

• Calculo del volumen del reservorio,

reservorio = V incd + V reg. + V resev.

• Vinec. = 58 l/seg = 58*3.6 = 208.8 m3/h = 209 m3/h

• Vreg = Vdefecto + Véxceso

• Vresv = 0.33( Vince +V reg )

Calculo del volumen de regulación, sabemos:

Área de influencia = 455 he

Área de estudio = 153.54 he

Caudal máx. diario:

Qmd = 72 It/seg = 72 *3.6 = 259.20 m3/h

Se puede platear la relación del área de influencia con respecto al área en estudio multiplicado por el Qmd , obtenemos el Qmh:

Qmh = ( área de influencia / área de estudio )Qmd Qmh = (455/153.54 ) 259.2 m3/h = 768.11 m3/h Qmh = 768.11 m3/ h

Luego el volumen máximo de consumo es:

Qmc = Qmh * K2 = 768.11* k2

Vol. Alimentac. = Volumen total de consume / 24 horas

HORA Coef. K2 (%)

V

consumo m3 /h

V

consumo

acumulado

V

alimentación V T /24

Diferencia

m3/h

Dife.

Acum.

m3/h

0-1 35 268.84 268.84 744.11 475.27 475.27

01-002 35 268.84 537.68 744.11 475.27 950.54

002-03 35 268.84 806.52 744.11 475.27 1425.80

03-004 35 268.84 1075.35 744.11 475.27 1901.07

04-005 90 691.30 1766.65 .744.11 52.81 1953.88

05-006 160 1228.98 2995.63 744.11 -484.87 1469.01

06-007 180 1382.60 4378.23 744.11 -638.49 830.52

07-008 150 1152.17 5530.39 744.11 -408.06 422.46

08-009 110 844.92 6375.31 744.11 -100.81 321.65

09-010 100 768.11 7143.42 744:11 -24.00 297.64

10-011 110 844.92 7988.34 744.11 -100.81 196.83

11-012 150 1152.17 9140.51. 744.11 -408.06 -211.23

12-013 180 1382.60 10523.11 744.11 -638.49 -849.72

13-14 140 1075.35 11598.46 744.11 -331.25 -1180.97

14-15 100 768.11 12366.57 744.11 -24.00 -1204.97

15-16 80 614.49 12981.06 744.11 129.62 -1075.35

16-17 90 691.30 13672.36 744.11 52.81 -1022.55

17-18 110 844.92 14517.28 744.11 -100.81 -1123.36

18-19

19-20

180 1382.60 15899.88 744.11. -638.49 -1761.85

75 576.08 16475.96 744.11 168.02 -1593.83

20-21 70 537.68 17013.64 744.11 206.43 -1387.40

21-22 40 307.24 17320.88 744.11 436.86 -950 54

22-23 35 268.84 17589.72 744.11 475.27 -475.27

23-24 35 268.84 17858.56 744.11 475.27 0.00

• Caudal de defecto = 1761.85 m3/h

• Caudal por exeso = 1953.88 m3/h

Luego el caudal por regulación es:

regulación = 1761.85 + 1953.88= 3715.73 m3/h

Volumen de reserva es :

resev = 0.33 ( 3715.73 + 209 ) =1295.16 m3/h

Finalmente el volumen del reservorio es:

Vres = 3715.73 + 1295.16 + 209 = 5219.89 m3/h

Vreservorio = 5220.00 m3/h