Abastecimientos de agua

1
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
CAPITULO I :
GENERALIDADES
1.1. DEFINICIONES:
1. Abastecimiento de Agua y Alcantarillado: Es un curso de diseño que trata sobre
los Sistemas de abastecimiento de Agua Potable y Evacuación de Aguas
Residuales (servidas), empleando fundamentos básicos de hidráulica; del
Reglamento Nacional de Edificaciones; las Normas del Ministerio de Salud en
cuanto a Saneamiento Básico y las recomendaciones de la OMS (Organización
Mundial de la Salud) y el CEPIS (Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria).
2. Agua Potable: La palabra se deriva de la voz latina POTABILIS, que significa
que se puede beber.
Para que el sea potable debe ser limpia, incolora, sin partículas en suspensión, sin
olor alguno fresca y bien aireada; debe carecer también de Nitritos, Nitratos,
Sulfuros, materias orgánicas, amoniaco y sobre todo no debe poseer algas blancas,
infusorios y bacterias patógenas. Estos deben detectarse en los análisis Físico –
Químico y bactereológicos.
3. Objetivos del Curso:
Lograr el diseño adecuado de un sistema de Agua Potable y Desagüe y con
ello:
- Proporcionar el agua en cantidades suficientes.
- Reducir las enfermedades y epidemias.
- Mejoras las condiciones ambientales.
1.2. ACTIVIDADES Y RESPONSABILIDADES DE SANEAMIENTO:
El fin principal es el de brindar a una población cualquiera, agua en optimas
condiciones, así como también evacuar adecuadamente los desagües o aguas servidas:
Corresponde a Saneamiento basico:
1. Diseñar adecuadamente el sistema de Abastecimiento de Agua Potable, eligiendo
buena fuente y ubicando correctamente las diversas estructuras que forman parte
del mismo.

2
Ejem:
2. Diseñar la evacuación de Aguas servidas de acuerdo a las Normas Vigentes y
considerar la evacuación final previo tratamiento.
3. Garantizar el agua en calidad, volúmenes suficientes a una población específica y
de este modo reducir las enfermedades y epidemias que se propagan a través del
agua, esto implica garantizar la operación y mantenimiento permanente de todo el
sistema.
4. Impulsar el mejoramiento de las condiciones ambientales, estimulando el
desarrollo comercial de la zona servida ya que el agua es el principal componente
generador de vida.
P.T
c.s. c.s. c.s.
c.p. c.p. c.p.
I
I E EP.T.
Captación Desarenador
Válvula de Aire
CRP
Planta de
Tratamiento
Válvula de Purga
Caseta de
Válvulas
Línea de Conducción
Red de distribución
Línea de
Aducción
Reservorio

3
CAPITULO II : SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE
AGUAS
DATOS BASICOS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
Antes de diseñar un sistema se requiere la siguiente información básica.
2.1. INFORMACION BASICA PARA FORMULAR UN PROYECTO.
Se necesita conocer:
- Características Generales.
- Características Complementarias.
- Evaluación del Sistema Actual de Abastecimiento.
2.1.1. Características Generales:
Son datos e información sobre las características geográficas de la
población:
a) Ubicación:
- Geográfica en Coordenadas UTM
- Política
- Localidad
- Distrito
- Provincia
- Departamento
- Región
b) Altura sobre el Nivel del Mar:
c) Clima, tipo de suelos, topografía.
d) Vías de acceso y comunicación.
e) Aspecto socio económico.
f) Aspectos urbanísticos, incluidos el Nº de viviendas existentes.
g) Interés de la población de contar con la obra.
2.1.2. Características Complementarias:
a) Elección de la fuente de Abastecimiento: Debe cumplir con tener la
cantidad suficiente y ser de buena calidad (Análisis Físico – Químico y
bacteriológico), las posibles fuentes pueden ser: manantiales, canales,
río y lagos, pozos, etc.
b) Zonificación, identificar de acuerdo a los planos reguladores.
c) Tipos de pavimentos.
d) Precio de los terrenos donde se construirá las estructuras, hidráulicas o
donación de los mismos.

4
e) Disponibilidad de energía eléctrica.
f) Mano de obra, costos de mano de obra.
g) Costo de materiales de construcción.
h) Transporte de materiales de obra.
i) Facilidades contra incendios.
j) Industrias existentes.
k) Ubicación posible de estructuras del sistema.
l) Frecuencia e intensidad de lluvias.
m) Características del Agua del Sub-Suelo.
2.1.3. Evaluación de un Sistema en Funcionamiento:
a) Verificar el plano de Ubicación, dimensionamiento y características de
las diversas partes del sistema.
b) Verificar el diagrama de presiones de la Red.
c) Evaluar la cantidad y calidad de la fuente de abastecimiento.
d) Evaluar la eficiencia de la Planta de Tratamiento (Debe tener un Manual
de Operación y Mantenimiento).
e) Evaluar el sistema de bombeo.
f) Evaluar las variaciones horarias y diarias del consumo.
g) Nº de conexiones domiciliarías, Agua y Desagüe, tipo comercial y
doméstico.
h) Tarifas.
i) Evaluar tratamiento de desagües.
j) Tipo de administración y capacidad operativa.

5
2.2. DATOS BASICOS DE DISEÑO.
2.2.1. Periodo de Diseño:
Es toda la vida útil del proyecto, desde que se inicia el servicio hasta que
deje de funcionar.
Para el Agua Potable es Recomendable:
- 15 – 25 años cuando 2,000 < Pob. < 20,000 Hab.
- 10 – 20 años cuando Pob. > 20,000 Hab.
- 20 – 30 años cuando Pob. < 2,000 Hab.
También el periodo de diseño puede calcularse por la siguiente fórmula:
i
d
X
12.1
0
16.2
Ejemplo:
Para una obra determinada se han determinado los siguientes valores
y el costo de cada partida, se pide calcular la vida útil de todo el sistema.
OBRA d i Costo $.
- Captación
- Línea de conducción.
- Planta de tratamiento
- Reservorio
- Redes de distribución.
0.26
0.22
0.42
0.38
0.33
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
16,380
21,319
36,918
22,000
76,000
$. Total : 172,617
Solución : Como
i
d
X
12.1
0
16.2
OBRA Costo % Costo Xº Ponderado
- Captación
- Línea de conducción.
- Planta de tratamiento
- Reservorio
- Redes de distribución.
16,380
21,319
36,918
22,000
76,000
09.49
12.35
21.39
12.74
44.03
18.60
19.70
14.10
15.20
16.60
1.77
2.43
3.02
1.94
7.31
Vida útil = = 16.47
Vida útil de 16 años.
Xº = Periodo de diseño económico óptimo en años.
d = Factor de escala.
i = Costo de oportunidad del capital.

6
También los periodos de diseños, dependen de:
vida útil de las obras y/o equipo
- Tub (FºG, HDPE, PVC, etc).
- Equipos de bombeo.
- Obras de construcción civil.
Periodo de amortización del capital invertido.
Dificultad de amplificación del servicio, las captaciones de agua deben tener >
vida util que los reservorios, tuberías, etc.
Ritmo de crecimiento de la población.
2.2.2. Consumo, Dotación y Variedades en Consumo:
Consumo.-
Es determinada cantidad de agua que se asigna a cualquier uso.
El consumo va a depender directamente de :
- Clima.
- Nivel de vida de la población.
- Costumbres.
- Calidad de Agua suministrada.
- Presiones disponibles, etc.
TIPOS DE CONSUMO.-
Pueden ser:
- Consumo de uso público.
- Consumo de uso comercial.
- Consumo de uso industrial.
- Consumo de uso doméstico.
- Consumo de uso especial (Estación de ferrocarriles, etc).
Consumo de Uso Público :
Es aquel que considera, riego de jardines públicos, limpieza de calles y
alcantarillado, limpieza de monumentos, etc.
Consumo de Uso Comercial e Industrial :
Es la cantidad de agua que se asigna a un comercio e industria y varía de
acuerdo al tamaño del mismo.

7
Consumo Doméstico:
Es la cantidad de agua destinada a la bebida, preparación de alimentos,
limpieza personal y otros, lavado de ropa, riego de jardines, etc.
El consumo doméstico se asigna por las Normas y Costumbres y se da por
persona, por día y se llama Dotación.
El cálculo de la DOTACION, se realiza dividiendo el consumo anual total de agua
de una determinada población entre 365 días y entre el Nº de personas,
obteniéndose de este modo el consumo unitario en Lit/Hab/Día.
El Ministerio de Vivienda y Construcción, asignó dotaciones en función al
clima y a los habitantes:
Para Zonas Rurales:
1) Para Pob. < 500 Hab. 60 a 80 Lt/hab/día.
2) para 500 < Pob. < 1000 80 a 100 Lt/hab/día.
3) Para 1000 < Pob. < 2000 100 a 110 Lt/hab/día.
Para Zonas Urbanas: Clima Frío Clima Templado
1) Para Pob. > 2,000 Hab. 120 150
2) 10,000 < Pob. < 50,000 150 200
3) Pob. > 50,000 200 250
VARIACIONES DE CONSUMO.-
El consumo puede ser medido en forma horaria, diaria, mensual, etc, tiene mayor
importancia la medición horaria y diaria.
Variación diaria:
Esta referido al coeficiente de variación diaria “K1” y es un factor del caudal
promedio anual “QP”. Sirve para diseñar la línea de conducción, plantas de tratamiento,
reservorio, etc.
año.mismoalrelativodiariomedioConsumodeVol.
año.unenRegistradoconsmoMáximodedíadelVolumen
1K

8
Por lo general se recomienda K1 = 1.30
Con K1 obtenidos Qmd = K1 QP
1.2 < K1 < 1.5
Donde :
Qmd = caudal Máximo diario.
QP = Caudal Promedio.
K1 = Coeficiente de Variación diario.
Variación Horaria :
Es el factor que sirve para diseñar la línea de aducción, red de distribución,
reservorio y otros de un sistema de agua potable.
día.delHorarioMedioConsumodeVol.
día.unenConsumoMáximodeHoraladeVolumen
2K
Dia de max. Consumo
Consumo Promedio
Anual
Volumen
Días
365
Hora y Volumen
maximo
consumo Consumo Promedio
Horario
Volumen
Hora
6 12 18 24

9
K2 = se puede calcular diariamente o anualmente.
1.8 < K2 < 2.5
Por lo general se recomienda : K = 1.8 ó 2.0 para Pob. < 2,000 Hab.
También :
Qmh = K2 QP
Donde:
Qmh = Caudal Máximo horario.
K2 = Coeficiente de Variación horaria.
Coeficiente de Refuerzo : K = K1 x K2
Es un coeficiente que se aplica al caudal promedio para aumentar el factor de
seguridad en el diseño.
Qmm = K1 K2 QP
Donde:
Qmm = Caudal máximo Maximorum
K = Coeficiente de Refuerzo.
2.3. ESTUDIO DE DEMANDAS
Se han identificado dos tipos de demandas adicionales al consumo normal:
- Contra Incendios.
- Industrial.
Demanda contra Incendios :
En casos de incendios la demanda de agua depende de la potencia de las
instalaciones extintoras que sean precisas, generalmente están en función a la población:

10
Habitantes Especificación
Pob. < 10,000 No se considera demandas contra incendio, salvo en casos
especiales debidamente justificado.
10,000 <Pob. < 100,000 Se debe considerar un incendio como máximo en
cualquier punto de la red.
Pob. > 100,000 Debe considerar la ocurrencia de dos incendios simultáneos,
como en zona residencial y otro en la zona comercial e
industrial.
Demanda Industrial:
La demanda industrial se calcula por predio, de acuerdo al tipo de industria y
tamaño del mismo, según el RNE.
Contribución al Sistema de Alcantarillado :
Generalmente se considera como contribución a los sistemas de alcantarillado al
80% del consumo de Agua Potable. También contribuirán por concepto de infiltración en
función de los terrenos saturados de los niveles freáticos, la sensibilidad suelo y la clase
de tubería a emplearse.
En caso de tenerse un sistema de alcantarillado mixto, se debe considerar la
contribución de las aguas pluviales.
2.4. ESTUDIO DE POBLACION :
El estudio de la población a beneficiar en un proyecto de Agua Potable es muy
importante, pues nos sirve para calcular el caudal que requiera la población futura.
La población futura dependerá del periodo de vida útil del proyecto y para su
cálculo existen métodos matemáticos y métodos gráficos.
A) Método Comparativo:
Consiste en calcular la población de una ciudad con respecto a otros que tengan las
mismas características y es un procedimiento gráfico.
B) Método Racional:
Se basa principalmente en estudios socioeconómicos de la población, toman en
cuenta el vegetativo que es en función de las defunciones, inmigraciones,
emigraciones y población flotante.
P = (N + I) – (D + E) Pf

11
Donde:
N = Cantidad de Nacimientos.
D = Cantidad de Defunciones.
I = Inmigraciones, cantidad de personas que se han trasladado a
vivir a la región estudiada.
E = Emigraciones, cantidad de personas que dejan de residir en la
región estudiada, trasladándose a otra región distinta.
Pf = Población flotante o temporal, cantidad de personas que no
residen en la región estudiada pero que ocasionalmente habitan
en esta.
P = Población a Calcular.
C) Métodos Analíticos :
Supone que la población de un lugar dado, se puede ajustar a una curva matemática,
entre estos tenemos:
- Método Aritmético, de interés simple.
- Método Geométrico o de interés compuesto.
- Método de incrementos variables, método de la parábola de 2do grado.
- Método de la curva Normal Logística o Brasilera o Met. De Saturación.
Método Aritmético
Se asume que el crecimiento de la población varía linealmente.
Pf = Pa + r t
Donde:
Pf = Pob. Futura.
Pa = Pob. Actual o del último censo
r = Razón de crecimiento promedio.
t = Tiempo entre Pf y Pa
Ejemplo:
Para los datos mostrados de últimos censos de una población X, calcular la población
futura para una vida útil de 10 años y 20 años.
Censos Población
1959 9970
1965 11986
1973 15300
1984 26703
1993 33840
.#,
1
1
rden
n
r
r
tt
PP
r
ii
ii

12
Solución:
Año Censo Hab. Variación Tiempo r = Variación/t
1959
1965
1973
1984
1993
9970
11986
15300
20703
33840
2016
3314
11403
7137
6
8
11
9
336.00
414.25
1036.64
793.00
.97.644
4
79364.103025.414336
añoHabr
Pf = Pa + r t = 33840 + 644.97 (t)
T = 2020 – 1993 = 27 años.
Pf = 52,254 habitantes
2020
Método de Interés Simple
Es el más usado por los diseñadores. Y es el método recomendado por el INEI
Pf = Pob. Futura.
Pf = Pa ( 1 + r t ) Pa = Pob. Actual.
t = Intervalo de tiempo entre Pf y Pa
iii
ii
ttP
Pp
r
1
1
= Razón de crecimiento,
erresN
r
r
º
Si diseño el año 2010
Para un Periodo diseño=20añs
habP
años
P
f
f
704,57
37
?¿
2029

13
Ejemplo: Con los mismos datos del ejemplo anterior, calcular las Pob. Del año 2020 y
2030
Año Censo Hab. Variación
1959
1965
1973
1984
1993
9970
11986
15300
20703
33840
r1 = 0.034
r2 = 0.035
r3 = 0.068
r4 = 0.030
Pf = 33840 (1 + 0.042 t) Pf 2020 = 72,215 hab.
.86427
3719932030
201020
2030
habP
años
estamosyañosPdSi
f
Por lo general cuando no se tienen datos estadísticos de últimos censos el INEI,
proporciona valores de r Pf = Pa (1 + r t), r en ‰ y t = 20 años.
Método Geométrico o de Interés Compuesto
Por lo general se emplea en poblaciones que están en su iniciación o en saturación y
sus resultados son bastante conservadores.
Pf = Pa ( 1+ r )t – t
o
Pa = Pob. Actual o inicial.
t = Tiempo en el que se calcula la población.
to = Tiempo inicial.
r = Factor de cambio de la población.
tn
rttttttttt
xrxrxrxrxrxrr
1
2
21
.....
1
4
4
3
3
2
2
1
1 ......... 1
4321
n = Nº de ts
n = Nº de rs
11
1
ii tt
i
i
P
P
r
11986 - 9970
r1 = = 0.034
9970(1965-1959)
Si PD = años
t = 2020 - 1993
r = 0.042 , t = 27 años.

14
Ejemplo de cálculo con los mismos datos del ejemplo anterior. 2030?¿2020 ff PyP
Año Censal Pob. Nº. t R
1959
1965
1973
1984
1993
9970
11986
15300
20703
33840
6
8
11
9
0.031
0.031
0.052
0.027
añost 2719932020
Pf = 33840 (1 + 0.0353)27
= 86,341 hab.
.146,112
37199320302010,20
2030
HabP
añoselendiseñaseañosPdSi
f
Método los Incrementos Variables
Pf = Población Futura.
Pf = Pa m ( 1P) + m ( m + 1 ) ( 2P) Pa = Pob. Del ultimo dato.
2 m = # de intervalos entre Pf y
Pa expresado en décadas.
Para aplicar este método se debe cumplir:
- Tener cuatro datos de censos consecutivos.
- La diferencia entre años de los censos debe ser un número de décadas constante.
1
34
r = (0.0316
x 0.0312
x 0.05211
x 0.0279
)
r = 0.0353

15
Ejemplo: Halla la Pob. Del 2020.
m = 3
Año Pob. 1P 2P
1960
1970
1980
1990
3400
3796
4317
4819
396
521
502
125
-19
Pob. 2020 = Pf = 4819 + 3(373 ) + 3(4) (53) = 6546 Hab.
2
Método de Parábola de Segundo Grado
Se calcula solamente con tres datos censales y generalmente se emplea cuando los
periodos de censos son muy separados.
Pf = + BX + CX2
Pf = Pob. Futura.
X = Diferencie entre Pf y año
del censo.
A, B y C = Constantes.
Ejemplo de aplicación. Hallar Pob. Del 2020.
Año Pob.
1960
1970
1980
1990
3400
3796
4317
4819
Resolviendo 1 y 2 A = 3796 B = 53.05 C = - 0.095
Pf = 3796 + 53.05 X - 0.095X2
, 2020 – 1970 = 50 años
Para el año 2020 Pf = 3796 + 53.05 (50) – 0.095 (50)2
Pf = 6211 Hab.
53
2
19125
473
3
502521396
2
1
P
P
T = X = 0 3796 = A + B(0) + C(0)2
A = 3796
T = X = 10 4317 = A + B(10) + C(10)2
1
T = X = 20 4819 = A + B(20) + C(20)2
2

16
Método Logístico ó Brasilero
Se debe tener como dato 3 puntos equidistantes y en poblaciones que estén cerca
del periodo de saturación.
Este método para poblaciones mayores a 100,000 habitantes.
Ps = Pob. de Saturación.
Pf = Pob. futura.
a y b = Constantes.
22
2
10
20
2
1210
PPP
PPPPPP
PS
Condiciones a cumplir:
P0 Pob. en T0 T = 0
P1 Pob. en T1 T1 = d P0 P2 < P1
P2 Pob. en T2 T2 = 2d P0 + P2 < 2 P1
Ejemplo:
P(2,020) = ¿
1973, 120,000 P0
1983, 198,000 P1
1993, 272,000 P2
primero verificamos si cumple las condiciones siguientes:
P0 P2 < P1 120,000 x 272,000 < 198,0002
OK!.
P0 + P2 < 2 P1 120,000 + 272,000 2(198,000) OK!.
Ps = 2 P0 P1 P2 – P1 (P0 + P2) Reemplazando datos Ps = 372,110 Hab.
P0 P2 – P1
742.01
000,120
100,372
Lna
2
2
2
2
2
Tiempo
Pob
.
P1Sat. 0
0
P
PP
Lna S
01
101
PPP
PPP
Ln
d
b
S
S
bta
S
f
e
P
P
1

17
b = 0.0871 t = 47 años.
tf
e
P 0871.0742.0
1
100,372
, Pf = 359,489 hab.
2.5. CAUDALES DE DISEÑO
2.5.1. Calculo de Caudales de Diseño
Son aquellos caudales que intervienen directamente en el diseño de las
diferentes partes de un proyecto de abastecimiento de Agua Potable, básicamente
son:
- Caudal promedio = Qp
- Caudal máximo diario = Qmd
- Caudal máximo horario = Qmh
Qmd y Qmh se calculan a partir de Qp.
DxPQ fP
diahabltenpercápitaDotación
futuraPoblacion
D
Pf
PQ resulta en lt/dia, pero debe expresar en lt/seg, 1 día = 86,400 seg.
SegLt
DxP
Q
f
P
400,86
PQKQmd 1 DiariaVaraciondeCoef.1K
PQKQmh 2 horariaVaraciondeCoef.2K
Qmd se usa para diseñar la L.C. y todas las estructuras que se encuentran en él.
Qmh se usa para diseñar todas las estructuras y tuberías aguas abajo del
reservorio.

18
CAPITULO III: OBRAS DE CAPTACION
3.1. Tipos de Fuentes de Abastecimiento :
Existen diversos tipos de abastecimiento y pueden ser:
1) Aguas Superficiales.
- Ríos.
- Lagos, lagunas.
- Embalses.
2) Aguas Subterráneas.
- Manantiales.
- Pozos.
- Galerías filtrantes.
3) Aguas Atmosféricas.
- Granizo.
- Lluvias, etc.
3.2. Captación de Aguas Superficiales:
Captación de Aguas de Ríos. Se debe tener en cuenta lo siguiente:
- Realizar un riguroso análisis de la composición Química del Agua.
- Volumen disponible o caudal del curso de Agua.
- Selección del punto o lugar de captación o de la toma.
- Construcción de la toma o de las obras de cabecera.
Caudal del curso del Agua:
Para el diseño debe comprobar siempre que el caudal de la fuente debe ser mayor al
Qmd, y Qfuente debe ser el caudal de estiaje.
Selección del Lugar de Captación:
- Siempre se debe ubicar aguas arriba de la población beneficiaría de tal forma que la
conducción sea por gravedad, si fuera aguas abajo se requeriría equipo de bombeo.
- Se debe ubicar en zonas donde el cause sea inalterable o se debe estudiar la
posibilidad de fijarlo por medio de obras de encauzamiento.

19
Clases de Toma o Bocatoma :
Pueden darse los siguientes sistemas de captación practicas.
1) Toma a la orilla de un río:
Para Ríos de Aguas Normales.
2) Toma en el Lecho de un Río:
Buzón de Inspección
Válvula de
Control
Concreto f'c=210 kg/cm2
Aguas Máximas
Estiaje
Aguas Ordinarias
Aguas de
Estiaje
Malla Fina
Grava Seleccionada Ríos de Aguas limpias
Rieles
A Linea de
Conducción

30
Captación de las Aguas de Lagos:
Características de las aguas:
- por lo general son de composición química mas uniforme que la de los ríos.
- Por lo general son bastante limpias debido a que las sustancias más dañinas que
puede contener el agua son las bacterias patógenas y estas se encuentran en
suspensión, entonces en los lagos mediante la sedimentación natural se purifiquen.
Obras de Toma:
En los lagos deben ubicarse lo más alejado en lo posible de los lugares donde descargan
los ríos.
Las obras de captación pueden ser visibles o sumergidas.
La captación de los lagos es poco frecuente, debido a que se encuentran muy alejados de
las zonas pobladas.
3.3. Captación de Aguas Subterráneas:
Lo constituyen:
- Manantiales.
- Galerías filtrantes.
- Pozo freático artesiano, etc.
Manantiales:
Son aquellos que por condiciones de la naturaleza el agua emana o aflora a la
superficie terrestre.
Existen manantiales de laderas, manantiales de fondo.
Manantiales de Ladera.- Afloran por gravedad.
Se puede definir u manantial como un lugar donde se produce un afloramiento
natural de agua subterránea. El agua del manantial fluye por lo general a través de una
formación de estratos con grava, arena o roca fisurada. En los lugares donde existen
estratos impermeables, éstos bloquean el flujo subterráneo del agua que aflore a la
superficie.
El agua del manantial es pura, por lo general, se la puede usar sin tratamiento, a
condición de que el manantial esté adecuadamente protegido con una estructura que impida
la contaminación del agua. Se debe asegurar que e agua provenga realmente de un acuífero
y que no se trate de un arroyo que se ha sumergido a corta distancia.

31
En el país, el Ministerio de Salud, clasifica los manantiales por su ubicación y su
afloramiento. De acuerdo a lo primero, pueden ser de ladera o de fondo, y de acuerdo a los
segundo, de afloramiento concentrado o difuso.
Los manantiales generalmente se localizan en las laderas de las colinas y los valles
ribereños. En los de ladera el agua aflora en forma horizontal; mientras que en los de fondo
el agua aflora en forma ascendente hacia la superficie. Para ambos casos, si el afloramiento
es por un solo punto y sobre un área pequeña, es un manantial concentrado y cuando aflora
el agua por varios puntos en un área mayor, es un manantial difuso, tal como puede
apreciarse en la figura.
Manantiales de Fondo.- Son producidos por a presión de un estrato acuífero aprisionado, el
agua aflora en condiciones análogas a la de un pozo artesiano.
Captación Típica de un Manantial de Ladera:

32
Captación de Galerías Filtrantes:
Vienen a ser zanjas de conductos perforados (Porozos) colocado a través de u estrato
acuífero, de tal forma que el agua ingrese por un lado de la zanja.
GRAVA SELECCIONADA
ó
Pozos:
Pueden ser:
- Freático.
- Artesiano.
Pozo Freático
Son aquellos que penetran hasta las aguas freáticas y para su extracción requieren
bombeo.
Caja de Reunión

33
Pozo Artesiano
Son los pozos freáticos en los cuales el agua se encuentra confinada por estratos de
baja permeabilidad, haciendo de este modo que se comporten como tuberías.
En la mayoría de los pozos la captación se lleva a cabo a través de sistema de
bombeo, que consiste en instalar bombas con la finalidad de extraer el agua.
El comportamiento de los niveles de agua en los pozos se estudia al detalle e la
“Hidráulica de Pozos”.
3.4. Captación de Aguas Atmosféricas:
Se refiere exclusivamente a las aguas de las lluvias y su empleo es muy restringido
debido a que las lluvias son no constantes y su uso se da cuando no es posible contar con
una mejor fuente de abastecimiento.
Una aplicación practica se da en la ciudad de Iquitos, en la cual los techos reciben
el agua, se conducen a través de una tubería a reservorios de apreciable capacidad.
Se coloca la llave by-pass para eliminar el agua de la primera lluvia, que arrastra
una gran cantidad de sustancias nocivas que se encuentran en los tejados.
Acuífero Artesiano
Estrato Confinante
Pozo en el Nivel
Freático
Pozo Artesiano
No Surgente
Sup. de Terreno
Nivel
Pizometrico
Pozo Artesiano
Surgente
Pozo en el Nivel
Freatico
N.F.

34
La válvula se abre durante el tiempo que haya seguridad de que el agua que ingresa
al reservorio sea limpia.
En caso que los reservorios sean cerrados deben tener tuberías de ventilación.
El agua de las lluvias puede ser tratado mediante filtros sencillos que están
constituidos por una caja de arena de unos 0.45 m de espesor colocada sobre otra de
cascajo o grava de 0.30 m.
El agua de las lluvias es muy blanda y por consiguiente muy ventajosa para la preparación
de alimento y lavado de ropas, pero no es agradable al paladar.
0.45 m
0.30 m
Filtros pequeños que tratan de 2200 a 3000
litros por día por m2 de superficie filtrante.

35
CAPITULO IV : OBRAS DE CONDUCCION
4.1. Sistemas de Conducción
Son aquellas estructuras que transportan agua desde la captación, hasta el reservorio
de regulación, según sean las características del proyecto. El diseño de la capacidad de
conducción debe ser de tal forma que permita conducir el Qmd.
La conducción puede ser por gravedad o bombeo.
L.C. Por Gravedad
Son aquellos que conduce exclusivamente usando la gravedad y pueden ser tuberías
o canales.
1. Canales.-
Se diseñaran con una velocidad tal que no produzca erosiones ni sedimentación, las
paredes serán revestidas y todo el diseño se debe realizar usando la fórmula de Manning ó
Chezy.
Se recomienda el uso de canales solamente cuando se tengan planta de tratamiento
Físico – Químico.
2. Tuberías.-
Se diseñarán empleando la fórmula de Hazen – Willians para la cual se debe asumir
los siguientes valores para segpieCH ó por la formula de Darcy.
140
,
120
,
100
,
100
0
CH
SAPPVC
CH
Acero
CH
concreto
CH
FF
Las velocidades limites según el RNE, deben ser dependiendo del material del que
esta hecho el tubo:
Material del Tubo Velocidad
- Concreto 3 m/s
- PVC, Acero, Hierro Ductil, HDPE 5 m/s
Se recomienda: 1.0 < V < 1.5 m/sg.

36
4.2. Condiciones Importantes para el Diseño de la L.C. por Gravedad en Tuberías
1) Fórmulas de Hazen – Willians.
Kmm
L
h
S
SDCHQó
DCh
QLi
h
ij
ijijijji
ijij
ij
ij
54.063.2
87.485.1
85.17
000246.0
813.5
10
Donde:
hij = Pérdida por función entre el tramo i – j (m).
Lij = Longitud en kilometros desde el punto i hasta j.
Qij = Caudal en L/S del tramo i j.
Dij = Diámetro del tramo en i j debe ser constante y estar
expresado en pulgadas.
CHij = Coef. de Hazen Willians, que depende del tipo de
material.
Sij = Pendiente pizometrico del tramo i j.
Darcy :
m
g
V
D
L
fHfij
2
2
,
scompatibleserdeben
unidadeslasTodas
L en metros
V en m/s
D en metros
g en 2
sm
f = adimensional
2) Tipos de Tuberías Comerciales de PVC ó Polietileno.
TUBERIA PVC-SAP
En el mundo generalmente se encuentra la siguiente tubería PVC:
- Tubo PVC – SAP – Clase 5 ó Clase 75 [(Resiste hasta 75 lib/pulg2
) = 53 m.c.a.]
- Tubo PVC - SAP – Clase 7.5 ó Clase 105 [(Resiste hasta 105 lib/pulg2
) = 74 m.c.a ]
- Tubo PVC – SAP – Clase 10 ó CL = 150 [(Resiste hasta 150 lib/pulg2
) = 106 m.c.a.]
Adicionalmente a pedido del interesado a mayores precios se pueden fabricar tuberías
clases 12.5 y CL = 15.

37
La tubería de PVC de Unión Flexible UNION RIEBER, es una tubería que a diferencia de
los sistemas tradicionales de Unión Flexible, cuento con un anillo de caucho con alma de
acero instalado en la campana, mediante un sistema de pre-compresión durante el proceso
de fabricación de la tubería quedando completamente integrado y fijo en la campana lo que
brinda un 100% de hermeticidad en las uniones ensambladas.
Los fabricantes ofrecen al mercado la Línea de Tubosistemas para Presión con anillo
incorporado RIEBER. Este revolucionado anillo elimina por completo los problemas de
instalación por una mala colocación del anillo, reduciendo además el tiempo de ensamble
en un 25%, con las consiguientes economías en los costos de instalación.
De esta manera los fabricantes ofrecen al mercado peruano un producto de vanguardia
acorde a las modernas exigencias y tendencias del mercado con la más alta calidad.
Tipos de Empalme

38
Dimensiones de los Tubos
DIAMETO LOG. DIAMETRO
NOMINAL TOTAL EXTERIOR e PESO TUBO e PESO TUBO e PESO TUBO e PESO TUBO
(mm) (m) (mm) (mm) (KG) (mm) (KG) (mm) (KG) (mm) (KG)
63 6.00 63 1.6 2.77 2.3 3.94 3.0 5.08 4.4 7.28
75 6.00 75 1.9 3.92 2.8 5.71 3.6 7.26 5.3 10.43
90 6.00 90 2.2 5.45 3.3 8.07 4.3 10.4 6.3 14.88
110 6.00 110 2.7 8.18 4.0 11.97 5.3 15.66 7.7 22.24
160 6.00 160 4.0 13.48 5.8 19.42 7.7 25.21 11.2 36.02
200 6.00 200 4.9 17.61 7.3 25.24 9.6 33.09 14.0 47.03
250 6.00 250 6.2 26.97 9.1 39.69 11.9 57.58 17.5 73.48
315 6.00 315 7.7 42.85 11.4 61.86 15.0 79.96 22.0 114.82
SERIE 20 CLASE 5 SERIE 13.3 CLASE 7.5 SERIE 10 CLASE 10 SERIE 6.6 CLASE 15
TUBERIAS DE POLIETILENO.-
Las tuberías de polietileno (HDPE) son fabricadas con la más avanzada tecnología y el más
estricto control de calidad que nos permite asegurar y garantizar una larga vida útil mayor
a 50 años.
La gran versatilidad de sus características técnicas así como su diseño permite plantear una
diversidad de soluciones para propósitos generales en la industria, minera, pesquería, riego
tecnificado, saneamiento, (Agua Potable, Alcantarillado), así como protección de cables
eléctricos y de telecomunicaciones (fibra Óptica), entre otros.
Duración
El tiempo de vida útil estimado para las tuberías en redes subterráneas que conducen agua
a 23°C es 50 años, lo que supera con creces a la de materiales tradicionales.
Resistencia al Impacto
No se tienen el riesgo de pérdidas de material por fracturas debidas a golpes en el manejo
de carga, almacenamiento o instalación. Esto evita hacer gastos para excedentes por
desperdicios.
Uniones por Termofusión
Las uniones de tuberías y conexiones HDPE se llevan a cabo por termofusión, esto es
calentado simultáneamente, las dos partes por unir hasta alcanzar el grado de difusión
necesario para que después, con una presión controlada sobre ambos elementos, se logre
una unión monolítica más resistente que la tubería misma y 100% hermética.

39
Cuando sea necesario hacer una transición entre los sistemas Norma ISO o ITINTEC y
otro tipo de materiales se dispone de uniones mecánicas como los adaptadores bridados y
de compresión.
Mantenimiento Nulo
Las características de Uniones por termofusión, factores de flujo, resistencia química y
durabilidad, eliminan la necesidad de mantenimiento en las redes instaladas por el
fabricante y lo que es más importante no se tienen los problemas de pérdidas constantes de
agua por las uniones o por fracturas de material, que afectan los pavimentos, como puede
suceder con otras tuberías.
Resistencia en Zonas Difíciles
La tubería HDPE polietileno, se flexiona ajustándose al contorno natural del terreno y
absorbe esfuerzo por impacto, por lo que no requiere de zanjas profundas. Solo en terreno
rocoso se recomienda proteger la tubería del contacto directo de pierdas agudas.
Absorbe esfuerzos por oleaje, vibración o movimientos de terreno, por lo que su aplicación
resulta la opción ideal en cruce de ríos, lagos, pantanos o donde el terreno sea arenoso o
inestable, absorbiendo con eficiencia esfuerzos provocados por movimientos sísmicos de
mediana y baja intensidad.
Control de Calidad
Las tuberías de HDPE fabricadas por el fabricante son probadas en nuestro laboratorio de
control de calidad, el único en el Perú que cuenta con equipos especializados para realizar
pruebas hidráulicas. El control de calidad se realiza desde las materias primas, el proceso
productivo, el producto final y hasta después de la instalación. Antes de iniciar el servicio
del sistema, el fabricante realiza una prueba hidrostática normalmente 1.5 veces la presión
de operación de la línea o del componente de menor resistencia. El tiempo oscila entre 2 a
3 horas, después de la cual se verifica que no existan fugas o variaciones significativas de
presión. Con todo lo anterior el fabricante garantiza la más alta calidad de sus productos y
servicios.

41
Diseño
Contamos con una red internacional de ingenieros especializados en hidráulica, con vasta
experiencia en pequeños y megaproyectos de Tubosistemas.
Adicionalmente tenemos sofisticados sistemas de la más avanzada tecnología para el
diseño asistido por computadora, así como equipos de Soldadura por Termofusión para
tuberías de PE y Geomembranas.
3) Análisis de la Línea Piezométrica o Gradiente Hidráulica
Se pueden presentar los siguientes casos:
a)Cuando todo el perfil pasa por debajo de la línea Piezometrica.
No existe problemas tiene flujo normal y permanente.
X
XX
P
h
hCGCP
,
aguadecargametros
presiondealturah
GeometricaCotaCG
aPizometricCotaCP
b) El perfil de la tubería pasa por debajo de la horizontal de origen y por encima de L.P.
El flujo es normal y
permanente pero el caudal
dependerá de h', aunque
no considerablemente.
10.33
L.C.A.L.P.
10.23
H
h'

42
c) El perfil de la tubería pasa por debajo de la horizontal de origen y corta a la línea de carga
absoluta.
Para reanudar el flujo se debe instalar una válvula de aire o ubicar un volumen de
almacenamiento de paso.
d) Parte del perfil de la tubería esta por encima de la horizontal de origen y corta a la línea de
carga absoluta.
En este caso el flujo se puede dar o no, se dará por gravedad si h < 10.33 y primero
se bombea y luego se apaga el motor, es decir requiere este impulso hace que continúe el
agua aunque en forma irregular.
Si h > 10.33, definitivamente no hay flujo de agua y requiere bombeo permanente.
4.3. Accesorios
Válvulas de Aire y Válvulas de Purga
En los casos analizados anteriormente en las zonas más altas de se deben ubicar
válvulas de aire con la finalidad de eliminar el aire atrapado en las zonas bajas de la línea
de conducción se deben ubicar las válvulas de Purga.
Válvulas de Aire o Ventosas
Son accesorios que se ubican en la parte más alta de las líneas de conducción y cada
2.5 Km como máximo. De ser necesario en zonas que pueda existir peligro de colapso de
la tubería a causa del material de misma se colocan válvulas de doble acción (Admisión y
Expulsión).
Q'
N
10.33
10.33
L.P.
L.C.A.
h'M
Cuando esto sucede queda
aire atrapado en el tramo
M N y el gasto que circula
es muchicimo menor que
el normal y depende
directamente de h'.
h
L.C.
10.33
10.33
L.C.A.
H
H.O.

43
El dimensionamiento de la válvula se determinará en función del caudal y presión
de la tubería.
Funciones:
1) Expeler el aire dentro de la tubería durante su funcionamiento
2) Expulsar aire que tiende a acumularse en los puntos altos.
3) Admitir aire en caso de operación de una válvula de purga que pueda crear presiones
negativas en la tubería.

45
Válvula de Purga
Se instalaran e los puntos más bajos, teniendo en consideración la calidad de agua a
conducir.
- La finalidad es que a cierto tiempo de inspecciones para mantenimiento a través de
ellos y eliminar las salidas que pueden haberse reunido en los puntos más bajos.
- Estas válvulas por lo general no están instaladas en las mismas tuberías y se encuentran
lateralmente o en el extremo.

46
Recomendaciones:
Diámetro de la Tubería Diámetro de la Válvula de Purga
Ø < 4” Mismo Ø de la tubería
4” < Ø < 16” 4”
16” < Ø Ø Tubería/4
Ó en los extremos de la tubería

49
Válvulas de Cierre y Control:
Van ubicadas a la salida de captación y en cualquier punto de la red donde se
requiera controlar el ingreso del agua. Por lo general se ubican C/1000 m., para aislar
tramos de tubería en caso de rotura de esta.
Válvulas Reductoras de Presión:
Son aquellas que disminuyen la presión e un punto determinado.
Válvula Check:
Son aquellos que permiten el flujo en un solo sentido.
Ejemplo de Diseño Nº 01:
Determinada la población registra los siguientes censos oficiales, los mismos que se
llevaron a cabo luego de varios años considerados muy separados.
Censo Población
1940
1961
1981
625
824
1316
15 años únicamente si solamente se dispone de tuberías de 3" y 4", además tenga en cuenta
que el año es que se esta diseñando es 2010.
La captación esta en la cota 3181.70 m.s.n.m. y el reservorio se halla en la cota de 3148.20,
L= 2435 m.
Solución:
Aplicamos el método de la parábola de 2do grado (Por tenerse datos muy distantes).
Pf = A + BX + CX
2
1940 T = X = 0 625 = A+B (0) + C(0)2
A= 625.
1961 T = X = 21 824 = 625 + B (21) + C(21)2
(1).
1981 T = X = 41 1316 = 625 + B (41) + C(41)2
(2).
Diseñar la L.C. con tubos PVC-SAP para una vida util de
Calcular la población futura si D = 110 L/Hab/día,
Qmd y Qmh si K1 = 1.3 y K2 = 1.8.

50
De (1) y (2) B = 1.730 y C = 0.369
Año 2010 + 15 = 2025
T = 2025 – 1940 = 85.
Pf = 625 + 1.73 X + 0.389 X2
Pf = 625 + 1.73 (85) + 0.369 (85)2
Pf = 3438 Hab.
slQQmh
sLQQmdsLDxPfQ
P
PP
02.78.1
07.53.190.3
400,86
1104383
"16.3
140813.5
07.5435.210
5.33 87.485.1
85.17
D
D
hf
Como solo se dispone de Tub. de 3” y 4”, debemos instalar en serie.
87.485.1
85.17
87.485.1
85.17
21
4140813.5
07.53435.210
3140813.5
07.510
5.33
Xx
hfhf
Resolviendo: X = 1.727 km de Ø 3" y 0.703 km de 4"
Verificamos velocidades:
OKsmV
OKsmV
15.1
4075.0
00507.0
"3
.º65.0
410.0
00507.0
"4
2
2
3181.70
3148.20
35.5 m
L = 2435 m

51
Ejemplo de Diseño Nº 02:
Se tiene una Línea de Conducción como se muestra en el siguiente croquis, la misma que
ha sido elegida como la mejor opción para su construcción; se tienen los siguientes datos:
Año del Censo Población
1 = 1.3
2 = 2.0
1978
1993
2002
2008
6428
7824
8786
11,746
Se disponen solamente de tuberías PVC-SAP, CL=5 y CL=15, Considerar la presión de
llegada al reservorio de 10 m.c.a. y el periodo de diseño de 15 años.
a) Además con los conceptos teóricos dados en clases, el RNE, diseñar completamente el
Sistema de Conducción, incluyendo los anclajes en los cambios de dirección A y B, si
el factor de seguridad es 1.20. Dibujar también la Línea de Gradiente Hidráulica.
Solución:
Con los datos censales, calculamos la población futura por el método de interés simple, que
es el más usado.
= (1 + )
=
( )
=
7824 6428
6428 (1993 1978)
=
1396
6428 15
= 0.0145
=
8786 7824
7824 (2002 1993)
=
962
7824 (7)9
= 0.0176
=
11746 8786
8786 (2008 2002)
=
2960
8786 (6)
= 0.0561
MANANTIAL
90 m
0.5 km
180 m
1.5 km
60 m
RESERVORIO
CT=3326 m.s.n.m.
A
B
0.74 km

52
=
0.0145 + 0.0176 + 0.0561
3
= 0.0294 = 11746 (1 + 0294)
Para un periodo de diseño de 15 años:
= 2010 + 15 = 2025
= 2008
= 2025 2008 = 17 ñ
( ) = 11746 1 + 0.0294(17) ( ) = 17,617 .
Y la dotación según el RNE, para zona fría (3326 m.s.n.m.)
D = 150 lit/hab/día
=
17,617(150)
86,400
= 30.59 / 30.6 /
= 39.76 / = 61.18 /
Primero verificamos el diámetro aproximado que tendría el sistema si fuera de un solo
tramo, del manantial al reservorio.
= 180 10 = 170 =
10 (2.89)(39.76) .
5.813(140) . ( ) .
D = 2848.97
.
= 5.12"
elegimos un diámetro comercial de 6", pero como tenemos tuberías que soportarán la
presión máxima de 180 + 60 = 240 m, se debe dividir en varios tramos la conducción.
Según el perfil elegido en el croquis, por normas de RNE, el desnivel elegido entre CRPs
es de 50 mts, debido a que se tendrían presiones muy altas en las zonas de mayor presión.
0.5 km
180 m
0.5 km
60 m
0.7 km
CRP-01
CRP-020.5 km
0.5 km
1
2
3
50 m
50 m
50 m
30 m
10 m
70 m
150 m
L.G.H.

53
Tramo 01
= 0.5
= 39.76 /
50 =
( . )( . ) .
. ( ) . ( ) . = 1675.86
.
= 4.6"
Elegimos el mayor comercial de 6" 160 mm.
Y recalculamos la presión de llegada antes de ingresar a la CRP 01
=
( . )( . ) .
. ( ) . ( ) . = 13.60 la llegada a CRP01 = 50 - 13.60 = 36.40 m.c.a.
La velocidad =
.
. ( . )
= 2.25 < 5 !
Se usaran tuberías clase 5.
Tramo 02
= 0.5
= 39.76 /
Por tener las mismas dimensiones en longitud, desnivel y caudal es idéntico al tramo 01.
Tramo 03
= 1.89
= 39.76 /
70 =
( . )( . ) .
. ( ) . ( ) . = 14524.83
.
= 5.63"
Elegimos el diámetro comercial de 6" 160 mm.
Y como soportaran presiones hidrostáticas de hasta 80 + 60 = 140 m.c.a. en el tramo AB,
se usaran tuberías clase 15.
Velocidad =
.
. ( . )
= 2.25 < 5
La presión real de llegada al reservorio =
( . )( . ) .
. ( ) . ( ) . = 51.40 . . .
a reservorio = 70 – 51.40 = 18.60 m.c.a. > 10 m.c.a. OK!

54
Cálculo de la presión A y Volumen de Anclaje de Concreto
=
( . )( . ) .
. ( ) . ( ) . = 16.05 . . .
= 140 16.05 = 123.95 . . . = 12.40 2
= + 2( ) = 12.40 2,
=
. ( )
= 176.72 2, = 0.03976 , = 2.25
=
.
(0.03976)(2.25) + 12.40 176.72 2 = 3111.87 .
Asumiendo un factor de seguridad de 1.2
= 1.2(3111.87) = 3734.2
= 2400 3 =
.
= 1.56
Cálculo de la presión y volumen de anclaje en B
=
( . )( . ) .
. ( ) . ( ) . = 31.3 . . .
= 80 = 48.7 . . .
= 4.87 2
=
.
(0.03976)(2.25) + 4.87 176.72 2 = 1229.99 1230 .
= 1.2(1230) = 1476 = 0.615

55
4.4. Líneas de Impulsión o Línea de Conducción por Bombeo:
El dimensionamiento de las líneas de Impulsión se determina, teniendo en cuenta el
costo inicial de las instalaciones más el costo anual de operaciones incluyendo el Equipo
de Bombeo y su respectiva casita.
Los cálculos hidráulicos se realizaran con la fórmula de Hazen – Willians.
Valores que intervienen:
- Q (L/S) caudal del día máximo consumo Qmd ó Qbombeo.
- Longitud: L.
- Hg desnivel geométrico.
- Pérdidas de carga por fricción y locales.
- Coeficiente de Rugosidad.
- Altura manometrica de bombeo : Ht
Para hallar el diámetro se emplea la fórmula de Bresse:
QKD 1.1 < K < 1.3 , Q en m3
/s.
K = Coef. que depende del líquido que bombea y el tipo de
tubería.
Hg
B
Donde:
Ht = Altura Total
= Peso específico.
Q = Caudal de Bombeo
n = Eficiencia 0.60 a 0.80
n1 = Constante que depende de las
unidades de potencia que se desee
obtener:
n1 = 1 Potencia Kgf.m/s
n1 = 75 Potencia en CV
n1 = 76 Potencia en Hp, n1 = 102 en Kw
Hg = Desnivel geometrico.
1
.
nn
QHt
BPot

56
Procedimiento para Elegir el Diámetro Optimo de la línea de Impulsión:
- Aplicar la fórmula de Bresse.
- Tomar 2 ó 3 diámetros más próximos al encontrado.
- Determinar Ht (Altura de Bombeo).
- Conocer los consumos anuales de energía, su costo de instalación anual (expresado en
amortización más intereses).
- Realizar el gráfico de costos de instalación y sus costos de mantenimiento (consumos
anuales de Energía).
Se suman las dos curvas y se halla la curva c y se escoge el punto más bajo que da el Ø
optimo.
Ejemplo de Aplicación (Nº 1):
Hallar el Ø más económico de una línea de impulsión de 1800 m, si Q = 32 L/S y debe
salvar un desnivel geométrico de 37 m. Además tener en cuenta que:
- Las pérdidas de carga locales suman 16 V2
/2g
- Los costos de instalación de las tuberías y equipos son los mismos para cada diámetro.
- Factor de amortización anual = 0.186.
- Costos de tubería Costo de Equipo
$./ml $.
6” 10.80 12,000
8” 24.30 8,000
10” 40.50 6,000
12” 62.80 4,200
- El costo de la energía es de $ 0.17 cada Kw. Hora.
Ø económico
escogido
Costos de Instalación + Mantenimiento
Instalación (Costo de Amortización
Anual con Intereses)
Mantenimiento (Gasto Anual de Energía)
C

57
Solución:
1) Aplicamos la fórmula de Bresse "5.8032.02.120.1 QD
2) Elegimos diámetro 6”, 8”, 10” y 12”.
1) Según datos del problema, los costos de instalación (mano de obra y otros) son los mismos
para tuberías y equipos.
2) El factor de amortización dato es 0.186.
3) Pérdidas de cargas locales = 16 V2
/2g
4) Potencia del motor de la bomba es 70.0,
102
n
n
tHQ
kw
5) Costo de la tubería según dato.
6) Costo de la energía $ 0.17 Kw-hora.
7) Costo del equipo, según dato.
8) Los cálculos se muestran en el cuadro adjunto en la cual se calculan del siguiente modo:
1. Velocidad:
A
Q
2. hf (pérdida por fricción) 87.485.1
85.17
813.5
10
DC
QL
H
3. pérdidas locales
g
V
hL
2
16 2
4. Pérdidas totales = Hf = hL + hf
5. Altura de Bombeo = Ht = Hg + Hf
6. Potencia de consumo
7.0102
HtQ
7. Potencia diaria = Pot. Consumo x 24 horas.
8. Gasto anual de la energía = Pot. Diaria x 365 x $ 0.17 = Gasto de Mantenimiento.
9. Costo total de las tuberías = ml x precio.
10. Costo del equipo, según dato.
11. Costo total (tuberías y equipos).
12. Amortización anual con intereses = (11) (0.186) = Gasto de Instalación.
13. Gasto anual total = (8) + (12).
L = 1800B
Hg = 37 m

58
DIAMETRO ITEM 6” 8” 10” 12”
1) Velocidad (m/s)
2) Pérdida por fricción hf (m)
3) Perdidas locales (hL (m)
4) Perdidas totales Hf (m)
5) Altura de Bombeo Ht = Hg + Hf
6) Potencia de consumo (n = 0.70)
7) Potencia diaria = Pot. Consumo x 24 (kw-h)
8) Gasto anual de energía = Pot. Diaria x 365 $ 0.17.
1.81
32.77
2.67
35.44
72.44
32.47
779.28
48,354.32
1.02
8.07
0.85
8.92
45.92
20.58
493.92
30,647.74
0.65
2.72
0.34
3.06
40.06
17.95
430.80
26,731.14
0.45
1.12
0.17
1.29
38.29
17.16
411.84
25,554.67
9) Costo de tuberías
10) Costo de equipo
11) Costo total ( tub. + Equipo)
12) Amortización anual con intereses
19,440.00
12,000
31,440
5,847.84
43,740.00
8,000
51,740
9,623.64
72,900.00
6,800
79,700
14,824.20
113,040
4,200
117,240
21,806.64
13) Gasto Anual (8) + (12) 54,202.16 40,271.38 41,555.34 47,361.31
Del cuadro escogen Ø económico 8”.
En general para adquirir un sistema de bombeo se debe tener en cuenta:
a) Naturaleza del equipo a bombear.
b) Caudal necesario a bombear.
c) Carga total.
d) Periodo de funcionamiento de la bomba.
e) Energía eléctrica disponible en la ciudad.

59
4.5. Obras Complementarias:
1) Anclajes:
Son dados de concreto o diseños especiales que eliminan los esfuerzos que se
presentan en la Línea de Conducción, debido a los cambios de dirección o
instalación de accesorios; estos anclajes pueden ser:
- Bloques de concreto.
- Tirantes.
2) Cajas Intermedias:
Pueden ser:
a) Cámaras Rompe Presión:
Son estructuras por lo general de concreto armado que tiene la función de
Romper la presión en donde se le ubique.
Por lo general se las ubica cada 50 m de desnivel geométrico y pueden en la L.C.
ó Red de distribución, cuando esta en la L.C. generalmente son CPR-6 y cuando
esta en la Red son CPR-7.
Entrada Salida
Rebose
0.10 0.60 0.10
A A
Entrada
Salida
Variable
0.05
0.30
0.05
Ø ¼” 0.15
N.A.
R
CAPT.
A
L.G.H2 L.G.H1
L.G.H2
hfAB
H - hfAB
CPR
H > 120 m

60
b) Volumen de Almacenamiento Intermedio
Se emplea en los puntos más altos de L.C. con la finalidad de levantar la
L.P. para evitar que corte el perfil de la tubería.
c) Chimeneas.
Son reservorios en transición, generalmente son usadas en las líneas de
impulsión, con la finalidad de almacenar agua y luego pasar al reservorio son
también llamadas STAND-PIPES.
Chimenea
R
d) Otros.
Puente Ducto.
ó
Pilares.
De Cº Aº o Madera.
Túneles.
L.C.
L.G.H2
L.G.H1
L.C.H2

62
Trasbase
Se emplea en el caso de Mayores luces.
RIO
TUBERIA
TORRE DE CONCRETO
TORRE DE CONCRETO
SOLADO
VISTA LATERAL
SOLADO
TUBERIA HDPE
VISTA FRONTAL
ESC: 1/75
Ø 250 MM Ø 250 MM
TUBERIA HDPE
VISTA FRONTAL
ESC: 1/75
VISTA LATERAL
SOLADO SOLADO
TORRE DERECHA TORRE IZQUIERDA

68
4.6. Esfuerzos a los que Encuentran Sometidos los Conductos a Presión:
a) Presión Interna del Líquido:
Se encuentra hallando la distancia vertical en cada punto de la línea
Piezometrica hasta la altura del tubo, en base a esto se recomienda el tipo de
tubería a usarse.
El esfuerzo interno o esfuerzo unitario de tracción o tensión en las paredes del
tubo será:
t
DP
ST
2
tubodelEspesort
tubodelDiámetroD
aguadelinternaPresionP
b) Tensiones Longitudinales por Acción de la Variación de la Temperatura:
Estos términos se producen generalmente en tuberías que estan en contacto
con el medio ambiente y en aquellas cuyas uniones son muy rígidas. Se
calcula según:
S = ETC
Donde:
S = Tensión unitaria por variación de temperatura.
E = Módulo de elasticidad del material que esta
fabricado el tubo.
T = Variación de temperatura.
C = Coef. de dilatación lineal del material de la tubería.
Para evitar rajaduras o colapsos de tuberías, diseñar juntas de dilatación
capaces de soportar las tuberías obtenidas según la fórmula anterior.
Las juntas de dilatación deben ir ubicadas según el espaciamiento calculado según
la fórmula:
M = L.C.T.
Donde:
M = Cambio de long. De tubería.
L = Long. Total de la tubería.
T = Condición de temperatura.
C = Coef. de dilatación lineal.
A
B
C
D
E
F
G
50 m
50 m
50 m
Se usará Clase 5, ningún trazo
Clase 10, Tramo AB, CD,
DE y FG
Clase 15, Tramo BC y EF

69
c) Esfuerzos Resultantes de la Energía del Movimiento:
Son producidos por la energía del
movimiento.
ESPQVR cos12.8
Donde:
R = Resultado en kgf. = Peso específico del líquido, 3
10002
m
kgf
OH
g = Aceleración de a gravedad., Q = Caudal del Sistema.
V = Velocidad media del flujo., P = Presión interna del líquido (Kgf/cm2).
S = Área interna del tubo (m2
), E = Curvatura en Grados sexagesimales.
2..90 SPQV
g
RESi
Se tiene la L.C. según muestra en las vistas, planta y perfil; para los datos que
se muestran se pide diseñar el anclaje necesario para los cambios de dirección
en los puntos B y C, si se sabe que todo el tendido era el descubrimiento. Qmd
= 20 Lps Ø = 8” , F.S = 1.60 concreto = 2400 Kgf/m3
, CH = 140
Tubería considerar solo la fuerza debido a la energía del movimiento.
4 km
B
20
Eº
P
Q R

70
PLANTA
Solución:
2
2
323
16.314
4
,"8,637.0
02.0,81.9,1000
cos12..
cm
D
Sdsm
A
Q
V
smQsmgmk
ESPQV
g
R
Cálculo de PB :
Primero debemos hallar hfAB = .52.7
8120813.5
20410
87.485.1
85.17
m
CPB = CPA – hfAB = 20 -7.52 = 12.48 Presión en B = CPB – CTB =
12.48 – 5 = 7.48 m = 0.748 kg/cm2
.
Cálculo de PC :
HfC = 87.485.1
85.17
8140813.5
20210
= 3.76 m CPC = CPB – 3.76 = 8.72 m
Presión C = 8.72 – 5 = 3.72 m , 0.37 kg/cm2
.
3
3
11.0
2400
4.267
4.267
22.0
2400
7.534
7.5346.1.:
0.1672159.314372.0637.002.0
81.9
1000
16.3342159.314748.0637.002.0
81.9
1000
mkgR
mkgRSFComo
kgxxR
kgxxR
CONCRETOC
CONCRETOB
C
B
Diseñar el anclaje necesario en una curva de 90º, cuyo diámetro interior es de
12” ( CH = 100) si por recomendaciones técnicas no será enterrada. Además se
conoce el caudal = 73 Lps y a 1000 m. aguas arriba existe una presión
disponible de 2.2 kg/m2
,F.S = 1.5, c = 2400 kg/m3
.
Solución:
A'
8"
8"
2 km
D
D
0.00
B.C
5.0 m
C
CH = 120
CHBC = 140

71
º1 2º Q = 0.073 m3
/s
ESPQVR cos12..
Debemos hallar la presión p en el punto de entrada a la curva.
.67.1633.52233.5
12100813.5
73110 2
87.485.1
85.17
12 m
P
hf
.7.730,1266.729667.11073.0
81.9
1000
1073.0/073.0
667.166.7294/)48.30(488.301416.3
34.1216
44.7
2
2
2
kgxxxR
sm
A
Q
V
mkgPcmA
Si F.S. = 1.5 R = 1730.7 x 1.5 = 2596 kg. = 2.596 Tn.
Si se usa concreto el anclaje será de 3
08.1
400.2
596.2
m
Se requiere 1.08 m3 de concreto para absorver dicha resultante.
d) Esfuerzos Resultantes Producidos por Cargas Externas
P = P0 + P1 + P2
Donde:
P = Peso total
P0 = Peso del material de relleno
P1 = Cargas externas fijas
P2 = Cargas externas móviles.
P
H
De
B'
1000 m

72
Puede darse el caso que no necesariamente actúen todas las cargas
simultáneamente.
1) Peso del Material de Relleno (P0)
Va a depender de:
- Profundidad de la zanja (H).
- Tipo de material de relleno
- Ancho de la zanja de influencia, máximo a considerarse = 1.5 De.
2
10 BCP
= Peso específico del material de relleno (Kg/m3
)
B = Ancho de influencia de la zanja 1.5 D.
C1 = Coef. de la fórmula que depende de la relación
B
H
P0 = Carga resultante en Kgf/ml.
H/B 1 tipo suelo 1 2 4 6 8 10
Tierra ordinaria 0.80 1.50 2.20 2.6 2.8 2.9
Arena – Grava 0.8 1.5 2.6 2.8 3.1 3.2
Arcilla Saturada 0.8 1.5 2.6 3.3 3.8 4
Existe otra fórmula que nos permite hallar P0
HBHP 08.00 en Kgf/ml
Donde:
= Peso específico de la tierra.
H = altura de recubrimiento.
B = Ancho del fondo de la zanja = ancho de influencia mDe 20.0
3
4
2) Por la Acción de Cargas Exteriores Fijas: (P1)
121 WBCP
Donde:
P1 = Fuerza resultante (K /ml)
B = Ancho de influencia de la zanja.
W = Carga exterior fija.
C2 = Coef. de la fórmula que depende del material de relleno y
relación H/B, se encuentra tabulado para s tipo de material de
relleno.

73
3) Por la Acción de Cargas Exteriores Móviles (P2)
P2 = C3 W2 x Ic P2 = Fuerza resultante en Kgf/ml
3 W2 = Carga exterior móvil (Kg)
C3 = Coef. de la fórmula que depende
del diámetro exterior y de la
profundidad de la zanja.
IC = Coef. de Impacto de Velocidad
1.5 IC 2 , donde: IC = 1.5 cuando V = 20 millas/h
IC = 2.0 cuando V = 80 millas/h
4.6.1. Tipos de Asentamiento o Instalación de las Tuberías:
Va a depender directamente del diámetro de las tuberías, material,
pendiente etc, y según los reglamentos se han definido tres tipos de
asentamientos, asentamiento Ordinario, Asentamiento de Primera Clase y
Asentamiento con Cama de Concreto, la elección de cualquiera de ellos
dependerá de Factor de Carga:
Factores de Carga:
Los tipos de asentamientos han sido estudiados por la prueba de los
tres filos, que establece que la carga de Rotura al ser multiplicada por los
factores respectivos, se puede esperar que la tubería resista las cargas
resultantes de dicho producto.
F.C
- Asentamiento Ordinario 1.5
- Asentamiento de primera Clase 1.5 - 1.87
- Asentamiento con cama en concreto 1.87
PRC = (F.C) PRL
PRC = Carga de Rotura admitida en el campo.
PRL = Carga de Rotura establecida por la prueba de los 3 filos.
F.C = Factor de carga fijada por el tipo de asentamiento.
Factor de Seguridad (F.S):
Es el factor solicitado por el fabricante.
PRC = (F.S) PTR
PTR = Carga de trabajo real.
Material F.S
- Arcilla Verificada 1.5

74
- Concreto Simple 1.5
- Concreto Reforzado 1.25
- Acero y FºFº 1.0
- PVC_SAP 1.5
a) Asentamiento Ordinario:
Se empleará este asentamiento cuando el factor de carga resulte
1.5.
Se rellena con el mismo material extraído de la zanja y compactar
por etapas de 15cm c/u.
Cama de Apoyo
Malla Nº 4
Ø 1"
6”
0.10 m
Se da al terreno la forma de la tubería,
compactando por etapas c/15 cm

75
b) Asentamiento de Primera Clase:
Se emplea cuando el factor de carga esta entre 1.5 y 1.87.
- Se realiza la limpieza total de las piedras.
- Utilizar capas de 6” hasta por lo menos 12” encima del tubo de puro
material escogido ( < malla Nº 4 ).
- Para la parte superior se utiliza el mismo material extraído.
Cama de Apoyo
15 cm
Material seleccionado
< malla NØ 04
Material extraído, compactado
por etapas Ø < 4"
6"
6"
c) Asentamiento con Cama de Concreto :
Cuando FC está entre 1.87 y mayores.
- Se vacea un solado de concreto de espesor
4
1
del diámetro (De)
- Se orienta el tubo y se vacea otra capa de concreto de
4
1
De
- Se rellena de forma similar al método de asentamiento de primera
clase.
Concreto f'c=100 kg/cm2
Cama de Apoyo
Material compactado
por etapas
6"
6"Material seleccionado
< malla NØ 04
1
4 De
1
4 De

76
CAPITULO V : VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO (RESERVORIOS) Ú
OBRAS DE REGULACION
5.1. GENERALIDADES
Un reservorio será requerido en base a las necesidades del Sistema de
Abastecimiento de Agua Potable y siendo importante para garantizar el
funcionamiento hidráulico del mismo, se clasifica como una “Estructura Hidráulica
de Abastecimiento y Regulación”.
El diseño hidráulico del reservorio consistirá en la determinación del Volumen de
Almacenamiento, la selección del tipo de reservorio que se requiere, las dimensiones
iniciales de sus componentes, su ubicación, la proyección de su caseta de válvulas, su
operación inicial, y la elección de algunos componentes adicionales que pudiera
requerir.
El diseño hidráulico se desarrolla en base a las normas del Reglamento Nacional de
EDIFICACIONES, Instituto de la Construcción y Gerencia, y textos especializados
indicados en la Bibliografía.
5.2. CAPACIDAD DEL RESERVORIO
La capacidad del reservorio o volumen de almacenamiento, es función de varios
factores como son:
- Requerimientos del Sistema y compensación de variaciones horarias: Volumen de
Regulación.
- Previsiones contra incendios: Volumen contra incendios.
- Previsiones de Reserva: Volumen de Reserva.
En resumen: º. INCENDIOSCRESREGALM
5.2.1. REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
Un sistema de Abastecimiento de Agua Potable requerirá de un reservorio
en dos casos:
- Cuando el rendimiento admisible de la fuente sea menor que el caudal
máximo horario (Qmh), lo cual es común cuando se realiza una captación
de aguas subterráneas o atmosféricas.
- Cuando el rendimiento admisible de la fuente es mayor que el caudal
máximo horario (Qmh), pero resulta más económico usar tuberías de
menor diámetro en la Línea de Conducción y construir un reservorio. Lo
cual es común cuando se hace una captación de aguas superficiales, y se
requiere grandes diámetros de conducción o cuando para la distribución se
requieren grandes diámetros de aducción.

77
El reservorio debe permitir que las demandas máximas que se producen sean
satisfechas totalmente, así como cualquier variación del consumo durante las
24 horas del día.
A) VOLUMEN DE REGULACION
Es el volumen para compensar las variaciones horarias de consumo,
y se obtiene mediante el “Diagrama Masa”, el cual considera volúmenes
acumulados obtenidos de la “Curva de Variación Horaria” del día de
máximo consumo, y se elabora de la siguiente manera:
a) Se cuenta con los datos de variaciones horarias de consumo durante un
año o más, para una determinada población.
b) Se determina el día máximo de consumo, por ejemplo con los datos del
día de máximo consumo de la población “X”.
Cuadro 2.1: Datos del día de máximo consumo (ejemplo)
Hora
Consumo
(lps)
Hora
Consumo
(lps)
0 22.00 13 44.00
1 21.00 14 49.50
2 20.00 15 49.85
3 23.88 16 48.00
4 38.19 17 38.19
5 60.00 18 35.00
6 62.33 19 29.00
7 53.00 20 24.00
8 50.00 21 23.00
9 49.50 22 22.00
10 47.00 23 20.00
11 48.50 24 22.00
12 50.00
c) Se elabora la “Curva de Variación Horaria”, par el día de máximo
consumo, por ejemplo:

78
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0.00
K
HORAS
LPS
Fig. 2.1: Curva de Variación Horaria (Ejemplo)
d) En base a estos datos, se elabora el siguiente cuadro:
Cuadro 2.2: Cálculo de Volúmenes Acumulados (ejemplo)
3 23,88 78,98 230,18
4 38,19 111,73 341,91
5 60,00 176,74 518,65
6 62,38 220,28 738,93
7 53,00 207,68 946,61
8 50,00 185,40 1132,01
9 49,50 179,10 1311,11
10 47,00 173,70 1484,81
11 48,50 171,90 1656,71
12 50,00 177,30 1834,01
13 44,00 169,20 2003,21
14 49,50 169,30 2172,51
15 49,05 178,83 2351,34
16 40,00 176,13 2527,47
17 30,19 155,14 2682,61
18 35,00 131,74 2814,35
19 29,00 115,20 2929,55
20 24,00 95,40 3024,95
21 23,00 84,60 3109,55
22 22,00 81,00 3190,55
23 20,00 75,60 3266,15
24 22,00 75,60 3341,75
Donde:
(1): Hora de registro de caudal (Hrs)
(2): Caudal consumido (lps)
(3): Volumen consumido en el internalo de tiempo “t” (m3).

79
Segxt
mxtx
iii
i
ii
i
360011
1000
1
2
22
3
1
31
(4): Volumen acumulado hasta la hora i.
1
34
i
ii
Y se obtiene el gráfico: “Volumen acumulado (m3) vs t (Hrs)”,
denominado “Curva Masa”.
Fig. 2.2 : Curva Masa
e) Análisis de la Curva de Masa:
- Sabiendo que el área bajo la “Curva de Variación Horaria”, es el
volumen de agua consumido en el intervalo (t1, t2).
2
1
21 ,
t
t
i QdtV
tt

80
Normalmente se considera rectángulos para hallar las áreas bajo la
“Curva de variación Horaria”.
La “Curva Masa”, se elabora con las sumas acumuladas de los
volúmenes consumidos en intervalos de tiempo definidos (cada
hora para el ejemplo dado).
Analizando la fórmula dada anteriormente para el volumen
consumido en el intervalo de tiempo it :
1000
1
2
22
3 1
xtxii
i , se tiene como términos:
(Área rectangular) (conversión a m3).
- En la “Curva Masa”, la pendiente de la tangente en un punto
representa el consumo en ese instante.
- La pendiente de la recta ‘OO, representa el promedio de los
consumos del día máximo consumo (Qmd).
Para el ejemplo dado se tiene:
QP = 23.88 lps
Qmd = (3340.76/24) / (3600) = 38.67 lps
Qmd = (38.67/23.88) x QP = 1.62 QP
- Las tangentes trazadas en los puntos “B” y “C” de la curva,
representan las horas coincidentes con el consumo promedio del
día de máximo consumo, en las cuales el consumo de la población
es igual al caudal de llegada al reservorio (Qmd), a través de la
línea de Conducción.
- Desde la hora 0 hasta la hora del primer punto de tangencia “B”, el
agua que llega al reservorio es mayor que el consumo, permitiendo
que se almacene la cantidad determinada por la ordenada AB.
- A partir de “B”, el consumo aumenta siendo mayor que el caudal
de ingreso, hasta el segundo punto de tangencia “C”, teniendo que
considerar también el almacenamiento de la cantidad determinada
por la ordenada CD.
- Por lo tanto, gráficamente se puede calcular el Volumen de
regulación como:
3
mCDABVREG

81
Donde:
AB : Ordenada que presenta agua almacenada durante horas de
bajo consumo (m3).
CD : Ordenada que representa cantidad de agua que se requiere
almacenar para cubrir horas de alto consumo (m3).
Para el ejemplo dado:
3
3
23.206340.8688.2340.86
13.53000.45.2362.268118.23069.423
mxQPV
mV
P
REG
Se puede determinar que porcentaje representa el volumen de
regulación respecto del volumen determinado del caudal promedio
diario anual PQ :
%69.2523.206313.530%VP
f) En forma simplificada en base a deducciones hechas de la curva masa,
similares a las anteriores, el volumen de regulación se puede obtener
con cierto factor de seguridad (Ref. 3) como:
diamQV PREG
3
40.86%3025
Donde:
REGV : Volumen de Regulación (m3)
86.4 : Factor de conversión de días a segundos, que en este caso
incluye también la conversión de Litros a m3.
PQ : Caudal promedio Anual (lps).
5.2.2. PROVISIONES ANTE INCENDIOS O VOLUMEN CONTRA
INCENDIOS
De acuerdo al RNE y Normas de Saneamiento, se tiene:
- Para áreas destinadas netamente a viviendas:
3
50MVCINCENDIO
- Para áreas destinadas a uso comercial e industrial, se calcula mediante un
gráfico adjunto a las Normas, considerando un volumen aparente de
incendio de 3000 m3, y el Factor de apilamiento respectivo, obteniendo:

82
Factor de Apilamiento = 0.10 poco compacto:
3
145mVCINCENDIO
Factor de Apilamiento = 0.50, medio:
3
195mVCINCENDIO
Factor de Apilamiento = 0.90, compacto:
3
280mVCINCENDIO
Indicando que independientemente de este volumen, los locales
industriales y comerciales deberán tener su propia reserva contra
incendios.
Además de lo indicado anteriormente existen otros criterios basados en la
población, y se indican a continuación:
Cuadro 2.3: Volumen Contra Incendio en base a Población
Población Extinción 3
mVCINCENDIO
Pob. <10,000 hab. No se quiere volumen contra
incendios
0
10,000 @
100,000 hab
2 grifos, durante un tiempo
mínimo de 2 horas, con Q = 15
lps
216
Pob.>100,000 hab 1 Zona Residencial
lps
1 Zona Industrial
lps
216
324
5.2.3. PROVISIONES DE RESERVA (VOLUMEN DE RESERVA)
Ante la eventualidad de que en la línea de Conducción 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 de restablecer la conducción de agua hasta el reservorio.
Se recomienda, considerar un periodo de interrupción de 2 a 4 horas y el gasto
promedio de consumo anual para la determinación del volumen de Reserva;
adicionalmente se añaden otros criterios, tales como:

83
CINCENDIOREGRESERVA
ENTOALMACENAMIRESERVA
RESERVA
VVV
VV
HorasttxQPV
%33
%25
42,
Debiendo tomarse el mayor.
5.2.4. VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
El volumen de almacenamiento o capacidad del Reservorio estará dado por:
diamVVVV RESERVACINCENDIOREGENTOALMACENAMI
3

84
5.3. SELECCIÓN DEL TIPO DE RESERVORIO
A) TIPO DE RESERVORIO
El tipo se define en base a varios criterios como: el lugar de requerimiento,
el volumen de excavación, las condiciones existentes y otros.
Si se va ha proyectar en una zona con topografía plana, para cumplir con los
requerimientos de presión, se elegirá un reservorio elevado. Si la topografía es
accidentada con pendiente favorable, que facilite cumplir con los requerimientos
de presión, se elegirá un reservorio apoyado o enterrado.
Si el volumen de almacenamiento es grande, el volumen de excavación será
también grande, por lo tanto será más factible elegir un reservorio apoyado, un
reservorio enterrado.
Así mismo, si se tiene un Sistema de Agua Potable existente, en el cual se
requiere un reservorio para mantener la presión requerida, aún si se tiene una
topografía con pendiente favorable, y solo se dispone de espacio en un sitio plano,
se tendrá que elegir un reservorio elevado.
B) FORMA DEL RESERVORIO
La forma del reservorio se define en base al Volumen del almacenamiento
de la siguiente manera:
CircularSeccionmV
gularrecocuadradaSeccionmV
ALM
ALM
3
3
100
tan100
C) MATERIAL DE CONSTRUCCION
Un reservorio se puede construir utilizando diferentes materiales tales como:
mampostería de concreto, acero, plástico, concreto simple, concreto armado,
metálicos, etc.
Se recomienda el uso del Concreto Armado como material de
construcción debido al mayor conocimiento de sus propiedades.
En general el concreto armado presenta las siguientes ventajas con respecto a
otros materiales:
- Se le puede dar la forma circular.
- Es resistente al efecto del agua.
- Resiste óptimamente cargas laterales.
- Es durable.
- Tiene gran resistencia a la compresión.

85
- Es un material económico con respecto a otros materiales como el acero, el
cual tendrá que ser inoxidable para su aplicación al agua potable.
- Su desventaja en el encofrado circular es compensado con la menor cantidad
de material requerido que en el caso de reservorios cuadrados o rectangulares.
5.4. PREDIMENSIONAMIENTO HIDRÁULICO
El predimensionamiento hidráulico consistirá en la determinación de las
dimensiones del reservorio para poder almacenar el volumen requerido.
A) ALTURA DE CARGA
La altura de agua sobre la pared de reservorios circulares se determina utilizando
el siguiente gráfico:
Figura. 2.3: Altura Económica del Reservorio
Obtenido de “Prestresed Concrete Cylindrical Tanks” (L.R. Gressy – 1961). Del
cual se deduce la siguiente ecuación con la cual se puede aproximar los valores de
forma analítica:
40.46926.00141.00001.0 2
VVVH

86
Donde:
H : Altura de Agua sobre la pared cilíndrica (m)
V : volumen de almacenamiento (en miles de m3).
Formula utilizada el predimensionamiento de los reservorios circulares, excepto
los de volumen de almacenamiento menor a 500 m3, para los que se obtuvo
alturas excesivas, por lo cual se utilizó el criterio del Factor de Forma:
H = D/2
Donde:
D : Diámetro del reservorio (m)
B) DIÁMETRO DEL RESERVORIO
Una vez obtenida la altura económica de la pared cilíndrica, el diámetro del
reservorio se obtiene como:
m
H
V
D
4
C) BORDE LIBRE
La altura debe ser incrementada previniendo el posible movimiento del agua que
puede causar problemas, sobre todo en reservorios abiertos.
El borde libre se determina aproximadamente , como:
BL = (0.05-0.10)H o BL min =0.10 (m)
D) ALTURA DE LA PARED
La altura de la pared de cara al agua será:
mBLHHT
E) CONTRA FLECHA DE LA CUPULA ESFERICA
La contra flecha, de la cúpula esférica se determina, mediante el gráfico “Relación
Optima f/D” (ACI SP-28 – Concrete Thin Shells).

87
D(m)
Fig. 2.4 : Relación Optima f/D para Domos Esféricos
F) PREDIMENSIONAMIENTO HIRÁULICO
Fig. 2.5: Predimensionamiento Hidráulico

88
5.5. UBICACIÓN DEL RESERVORIO APOYADO
La ubicación del reservorio apoyado esta determinada principalmente por la
necesidad y Conveniencia de mantener las presiones en la red dentro de los límites
de servicio, garantizando presiones mínimas en las viviendas más elevadas y
presiones máximas en las viviendas más bajas.
Las presiones máximas y mínimas, son determinadas por normas, las más
importantes son:
Cuadro 2.4: Presiones Admisibles de servicio
Presión m.c.a.
Presión estática máxima permisible (depende
de la tubería)
70
Presión máxima en la red de distribución 50
Presión mínima en la red de distribución (4 a 6
pisos)
35
Presión mínima en la red de distribución (3 o
menos pisos)
25
Presión mínima del punto más alto 15
Presión mínima en casos justificados 10
Agua en piletas públicas 3.5
Presión mínima de llegada al reservorio 15
Si se dispone de lugar y condiciones topográficas favorables, la ubicación central es
la mas óptima, para reducir las perdidas de carga.
Verificando las presiones máximas y mínimas, se decidirá si es factible la
proyección de otros reservorios, para definir otras zonas de presión.
5.6. CASETA DE VALVULAS
Todo reservorio debe ser proveído de los accesorios necesarios para su adecuado
funcionamiento y operación, como son: tubería de llegada, tubería de salida, tubería
de rebose, tubería de limpieza, y tuberías de ventilación~ así como válvulas, y
medidores de caudal.
A) TUBERIA DE LLEGADA
Es la tubería que provee el agua al reservorio, y su diámetro esta definido por el
diámetro de la Línea de Conducción, debiendo estar provista de una válvula de
compuerta de igual diámetro antes de la entrada al reservorio, y un by-pass para
atender situaciones de emergencia y limpieza total del reservorio.
El tiempo de llenado del reservorio debe ser mayor de 2.5 horas , y menor de 6
horas, debiendo verjficarse en base al Caudal máximo diario.

89
hrs
Qmd
V
thrs ENTOALMACENAMI
LLENADO
CONDUCCIONLLEGADA
6.5.2
B) TUBERIA DE SALIDA
Es la tubería que provee agua a la red de distribución, y su diámetro esta definido
por el diámetro de la Línea de Aducción, debiendo estar provista de una válvula
de compuerta de igual diámetro que permita regular el abastecimiento de agua a la
población.
ADUCCIONSALIDA
C) TUBERIA DE LIMPIEZA
La tubería de limpieza deberá tener un diámetro tal que facilite la limpieza del
Reservorio en un periodo no mayor de 2 horas, debiendo estar provista de una
válvula de compuerta de igual diámetro, con una pendiente en el fondo no menor
de 1% hacia la salida.
No debe descargar directamente al colector de desagüe, debiendo prevenirse el
riesgo de contaminación.
.2 hrstVACIADOLIMPIEZA
D) TUBERIA DE REBOSE
La tubería de rebose se debe conectar a la descarga libre de la tubería de limpieza
no siendo requerida ninguna válvula, permitiendo la descarga en cualquier
momento. El diámetro de la tubería de rebose debe ser mayor o igual al diámetro
de la tubería de llegada.
LLEGADAREBOSE
E) TUBERÍAS DE VENTILACIÓN
Se debe proveer un sistema de ventilación para garantizar la presión atmosférica,
este debe tener una protección adecuada que impida la penetración de insectos y
otros materiales.
Por lo general se utilizan tubos en "U" invertida, protegidos en la entrada con
rejillas o telas metálicas y separados del techo una distancia mayor o igual a 30
cm, pudiendo colocarse mas de uno simétricamente en la cúpula del techo.
"6"2 NVENTILACIO

90
F) BY-PASS
Se debe instalar Una tubería con conexión directa entre la entrada y la salida, de
nanera que cuando se tenga que cerrar la tubería de entrada al reservorio, el caudal
ingresa directamente a la Línea de Aducción.
Esta contará con una válvula compuerta que permita el control del flujo de agua
con fines de mantenimiento y limpieza del reservorio.
G) MEDIDORES DE CAUDAL
Se debe instalar un medidor de caudal en la tuberia de salida para determinar las
variaciones del gasto y los volúmenes de entrega a la red de distribución, el cual
permitirá determinar las fallas en el servicio, perdidas en la red y usos no
controlados, pudiendo planificarse las medidas correctivas correspondientes.
H) DISTRIBUCION EN PLANTA
Se presenta un esquema en planta de la Caseta de Válvulas, el cual puede variar
dependiendo de varios factores como: zona de ingreso, ubicación de la zona de
distribución, ubicación de la alcantarilla para descarga del rebose y limpieza,
número de zonas de distribución, más válvulas, más medidores, etc.
Disposición de la Caseta de Válvulas (Planta)

91
Disposición de la Caseta de válvulas (Elevación)

92
5.7. OPERACIÓN DEL RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO
El control de la operación del reservorio, consistirá en la determinación de los
volúmenes de ingreso, de salida, y de almacenamiento. Así mismo, para programar el
mantenimiento, se requiere conocer las horas hábiles, y tiempos disponibles.
Para aclarar lo expuesto, se realiza un análisis inicial de la operación de un sistema de
abastecimiento de agua en las condiciones más simples:
Se tiene un reservorio de cabecera, el cual recibe la totalidad de las aguas a
suministrar a través de la Línea de conducción con Caudal máximo diario (Qmd).
La hora de inicio del llenado del Volumen de Regulación para compensar las
variaciones horarias, como aquella donde se observa que: Consumo Qmd.
Conocidos los volúmenes contra incendios y de reserva, se puede determinar el
tiempo adicional requerido para su almacenamiento.
Luego se puede determinar las horas disponibles para el mantenimiento, y las
horas que se puede trabajar con by- pass.
Continuando con el ejemplo iniciado en el punto anterior, se calcula el volumen de
almacenamiento, para luego hacer un análisis simple acerca de la operación inicial del
reservorio, bajo las consideraciones mencionadas anteriormente.
Cuadro 2.5: Cálculo del Volumen de almacenamiento (ejemplo)
Volumen (m3) Descripción
Regulación 530.13 Variación horaria
Contra incendios 50.00 Netamente viviendas
Reserva 257.90 Reparaciones
Total 838.03 Almacenamiento
Elaborando el siguiente cuadro se pueden determinar los volúmenes de
almacenamiento requeridos en determinadas horas:

93
Cuadro 2.6: Volúmenes de Almacenamiento (ejemplo)
Hora
Consumo
Promedio
(lps)
Volumen de
Consumo
(m3)
Volumen de
Ingreso
(m3)
variacion
Horaria (m3)
0
1 21.50 77.40 139.20 61.80 377.05 684.95
2 20.50 73.80 139.20 65.40 442.44 750.35
3 21.94 78.98 139.20 60.21 502.66 810.56
4 31.04 111.73 139.20 27.47 530.13 838.04
5 49.10 176.74 139.20 -37.54 452..59 800.49
6 61.19 220.29 139.20 -81.09 411.50 719.41
7 57.69 207.68 139.20 -63.49 343.02 660.92
8 51.50 185.40 139.20 -46.20 256.82 604.72
9 49.75 179.10 139.20 -33.50 256.91 564.82
10 48.25 173.70 139.20 -34.50 222.41 580.35
11 47.75 171.90 139.20 -32.70 189.71 497.62
12 49.25 177.30 139.20 -33.10 151.61 459.51
13 47.00 169.20 139.20 -30.00 12.16 429.51
14 46.75 168.30 139.20 -29.10 92.51 400.41
15 49.68 178.83 139.20 -39.63 52.87 360.78
16 48.93 176.13 139.20 -35.93 15.94 168.71 323.85
17 43.10 155.14 139.20 -15.94 0.00 307.90 307.90
18 36.60 131.74 139.20 7.46 7.46 315.36
19 32.00 115.20 139.20 24.00 31.46 339.36
20 26.50 95.40 139.20 43.80 75.25 383.16
21 23.50 84.60 139.20 54.60 129.85 437.76
22 22.50 81.00 139.20 58.20 188.05 495.95
23 21.00 75.60 139.20 63.60 251.65 559.55
24 21.00 75.60 139.20 63.60 315.25 623.15
Volumen de
Almacenamiento
(m3)
Volumen de
Regulacion (m3)
Analizando el cuadro “volumen de almacenamiento”, se determina lo siguiente:
Volumen de Regulación
- Para satisfacer las variaciones horarias, se puede almacenar el volumen de
regulación desde las 18:00 horas hasta las 5:00 a.m. del siguiente día, iniciado
la operación al mismo tiempo.
Volumen contra incendios de reserva:
- Se determina que para almacenar ambos volúmenes se requiere de 2 horas y
13 minutos de llenado continuo, sin operación del sistema.
- Es recomendable lograr el almacenamiento de ambos volúmenes durante las
horas de bajo consumo, para garantizar el normal funcionamiento del sistema.
Volumen de Almacenamiento:
- Para satisfacer todas las demandas, así como, contar las provisiones contra
incendios y el volumen de reserva, se debe lograr el almacenamiento del
volumen total antes de las 5:00 a.m., cuando se inicia el aumento del consumo.

94
- Así mismo se puede restablecer el normal funcionamiento del sistema si se
logra cualquier de los volúmenes de almacenamiento determinados para la
respectiva hora, ya sea mediante restricciones del servicio, regulación de
válvulas de control, u otras alternativas.
- El control del volumen almacenado se realiza mediante un medidor del nivel
de agua (regla cuadrada), y los datos geométricos del reservorio.
By-pass:
- Se puede operar mediante by-pass, sin afectar el servicio, cuando la demanda
se satisface totalmente con el Qmd, en el ejemplo desde las 18:00 horas hasta
las 5:00 a.m.
Opciones para el Mantenimiento
El mantenimiento se puede programar dentro de las horas de by-pass.
Descripción (m3) t(hrs) Observaciones
By-pass 11.00 Disponible
A 18:00 hrs 307.90 0.55 Vaciado
Mantenimiento 2.00 Limpieza y desinfección
Almacenamiento 838.03 6.02 Llenado
Total 8.57
Tiempos de Llenado y Vaciado
- Manteniendo el tiempo de llenado de 2.5 a 6 horas, tiempo de vaciado menor a
2 horas, y los trabajos de mantenimiento en menos de 4 horas, se puede volver
a llenar el reservorio con todo el volumen de almacenamiento, antes de que el
consumo supere el caudal de ingreso.
Reparaciones:
- Para hacer reparaciones por problemas en la Línea de Conducción, se dispone
del volumen de Reserva, y si fuera necesario también del volumen contra
incendios.
- Las reparaciones dentro de la red de distribución, se pueden aislar mediante
válvulas.

95
5.8. COMPONENTES ADICIONALES DEL RESERVORIO
Para poder acondicionar las tuberías, válvulas, y dar funcionalidad al reservorio, se
debe proveer de estructuras y equipos adicionales, tales como:
A) AGUJERO DE ACCESO
Se debe proveer de un agujero de ingreso al reservorio mediante el cual se
realizará inspecciones, limpieza y otros trabajos que fueran necesarios. Este debe
de contar con una tapa que garantice total seguridad y con una escalera de acceso.
Puede haber mas de un agujero de acceso, pero su colocación debe justificarse,
debido a que demasiados agujeros, pueden causar variaciones en el
comportamiento estructural de la cúpula del techo, variando la distribución de
esfuerzos.
B) ARTESA DE REBOSE
Ya que por lo general en las paredes no se cuenta con el espacio suficiente, para
colocar la tubería de rebose sobre el nivel máximo de agua, pudiendo
comprometer estructuralmente el anillo de borde, se construye una artesa
mediante la cual se puede colectar el rebose.
Artesa de Rebose
C) TOLVA
Para realizar la correcta recolección de los sedimentos, el nivel de la tubería de
limpieza deberá estar por debajo del nivel de la tuberia '(fe salida, así que por lo
general se construye una tolva de recolección por debajo del nivel inferior de las
paredes.

96
D) MEDIDOR DE NIVEL DE AGUA
El control constante del volumen del reservorio se lleva a cabo de manera práctica
mediante una regla graduada que por lo general es de madera.
E) VÁLVULAS REDUCTORAS DE PRESION
En el caso de realizarse un by-pass se requerirá de una válvula reductora de
presión, cuando la presión estática total sea mayor que la presión admisible de la
tubería, es decir:
TuberiaAdmbajomásPuntoCRP PcalcEstCotaCota ...

97
CORTE : INSTALACIONES HIDRAULICAS
ESC : 1/50

100
DETALLE DE ARMADURA DE MUROS Y LOSA DE TECHO
ESC : 1/25

101
ESTRUCTURA DE CUPULA Y LOSA DE FONDO
REFUERZO EN CARA INFERIOR
1/8 PLANTA ARMADURA DE CUPULA
1/8PLANTAARMADURADELOSAFONDO
1/8PLANTAARMADURADECUPULAREFUERZOENCARASUPERIOR
ESC : 1/25
DETALLE DE ARMADURA DE MURO

102
JUNTA DE PISO
ESC : 1/25
ESC : 1/25
JUNTA HORIZONTAL EN EL MURO
JUNTA HORIZONTAL MURO - ZAPATA
ESC : 1/25
DETALLE DE VENTILACION
ESC : 1/25
ESC : 1/25
CORTE C-C
ESC : 1/25
CORTE B-B
SECCION : BUZON DE ACCESO
ESC : 1/25

103
CORTE : INSTALACIONES HIDRAULICAS
ESC : 1/50

109
CAPITULO VI: REDES DE DISTRIBUCIÓN
6.1.Definición:
Es el conjunto de tuberías instaladas e serie y en paralelo con el
objeto de distribuir el agua de una población.
Nudo.-
Es el punto de cruce de una o más tuberías; en el gráfico A, B, C, D,
E, F, G, H, I son Nudos.
Línea de Aducción.-
Son los que conducen el agua desde el Reservorio hasta la
bifurcación, puede darse casos en os que no exista.
Redes Secundarias.-
Tienen como función entrelazar las tuberías de la red principal.
Redes Principales.-
Son aquellos que encierran todo el circuito y son los que requieren
mayor cuidado en el diseño se ubican en las zonas de mayor densidad
poblacional, zonas industrial, etc, son BC, CF, FE, EB son tuberías
principales del Circuito I.
1. Definiciones Previas:
Malla de Circuito.-
Parte de una Red unida a tuberías Troncales o principales.
Tramo o Ramal.-
Parte de malla o circuito.
R
A
B
E
DC
F
H I
G
QAB
QC
QE
QF
QH QI
QG
QD
Redes de Relleno
Tuberías PrincipalesLínea de Alimentación o
Aducción
Circuito I Circuito II
Circuito
III

110
Gasto en Marcha.-
Gasto que fluye por un tramo o ramal.
Gasto de Salida o Gasto Hipotético.-
Es el gasto concentrado que representa las necesidades de
abastecimiento de uno o varios tramos.
Punto o Nudo de Entrada.-
Nudo por el cual ingresa total o parcialmente el gasto de diseño (A).
Nudo o Punto de Equilibrio.-
Nudo al cual concurren 2 ramales o tramos de una malla o circuito
(D).
Punto o Nudo más Desfavorable.-
Es aquel que tiene la menor presión del Sistema (Nudo A).
2. Tipos de Redes.-
Se van a clasificar en sistemas abiertos y cerrados.
1) Tipo Espina de Pescado o Distribución Ramificada.
Este tipo de poblaciones que se desarrollan a lo largo de una
vía principal, pues por el se tiende la red principal que va
disminuyendo en diámetro a medida que va repartiéndose en
ramales.
QAB
Qa
QC
QDQCD
QB
QBCQAC
A B
C
D
I
R

111
Características:
- Es adecuado para poblaciones pequeñas.
- El sentido de flujo es único.
- Los diámetros del tubo principal son únicos o decrecientes.
- Cualquier interrupción afecta la distribución aguas abajo.
- Se recomienda instalar en los puntos más bajos válvulas de
purga para evitar acumulación de sedimentos y limpieza del
sistema.
Ejemplo: Circuito Abierto
A Nº Viv = 89
CT = 3180A
L = 1 km Nº Viv: 131 Viv.
B
CT = 3145B
2
5
25
%20
110
2
0
K
VivhabVivPobDensidad
añosT
r
diahablitD
Pmin de salida del Reservorio = 5mca
Solución:
SeglitQmhseglit
x
Q
habPf
hab
Viv
hab
xVivPa
P 20.41,2
86400
1101650
.1650
1000
2520
11100
11005220
A
Q = 4.20 L/SAB
B
q = 4.20 L/SB

112
15 mL=1 km
hf AB5 m
A
3180
mhf
hf
AB 25
15314553180
"6.2
140813.5
2.4110
25 87.485.1
85.17
AB
AB
D
D
Debemos elegir el diámetro comercial y verificar velocidad.
Se elige sm
A
Q
VØ 03.1,"3 OK!
Recalcular para el diagrama de presiones:
...44.12
3140813.5
2.4110
87.485.1
85.17
Re acmhf alAB
56.3172Re alABAB hfCPCP
...56.27314556.3172 acmBenpresionA
A
4.20 L/S
B
4.20 L/S
3172.56
3045.00
27.56
3185.00
3180.00
5.00
DIAGRAMA DE PRESIONES

113
2) Tipo Parrilla.
Es conveniente para poblaciones pequeñas no muy
extendidas con calles principales en ejes paralelos.
Características:
- El diámetro es único o decreciente.
- Sentido de flujo por partes.
- Se interrumpe el flujo por partes.
Sistema Cerrado.-
Es un sistema donde conductos principales rodean un grupo
de manzanas de las cuales parten tuberías de menos diámetro.
Características:
- Es la distribución más perfecta.
- Las tuberías forman una malla.
- Es apropiada para ciudades
medianas y de gran tamaño.
- Cada tramo puede recibir el agua
por sus extremos.
- Las tuberías principales con Ø4".
- Las tuberías de Relleno con Ø 3"
por lo general.
R
> Ø
Tub.
Secundarias
Tub. PrincipalR L. Aducción

114
Circuitos de un Sistema Cerrado.
a) Circuito Primario.-
Es el formado por tuberías principales de mayor diámetro
de la red (de 800 – 1000 m de separación).

115
b) Circuito Secundario.-
Se enlaza al circuito primario por tuberías de diámetro
intermedio, separados de 400 m a 600 m.
c) Circuito de Relleno.-
Es el sistema del cual salen las conexiones domiciliarias
con un diámetro mínimo de 3", que en casos extremos podrá
ser de 2" de diámetro.
6.2. Sistemas de Válvulas e Hidrantes.
a) Válvulas.-
Dentro de una red de distribución debe considerarse las
siguientes funciones:
- Permite aislar las tuberías en caso de Reparaciones sin
necesidad de interrumpir el servicio de agua de una zona.
- Permiten regular las presiones en la red.
Recomendaciones Sobre Válvulas:
- Cada tramo debe aislarse a lo más mediante el cierre de 4
válvulas.
- Deben colocarse cerca de las instalaciones de las calles.
- Colocarse las válvulas en las tuberías secundarias justamente
en derivación de las principales.
- Las válvulas mayores de 12" a más deben ir en casetas
especiales accesibles mediante bocas de inspección.
- En las tuberías mayores de 12" a más debe colocarse válvulas
de purga en los puntos bajos y de aire en los puntos altos.
- No debe aislarse más de 500 m de tubería

116
Válvula
Red de distribución de acuerdo con la norma AWWA de los
estados unidos. La disposición de las válvulas permite que se
aíslen máximo 02 tramos de tuberías cerrando 4 válvulas. Las
válvulas se deben localizar en los ramales de importancia en las
intersecciones de las mallas principales.
Red de distribución de acuerdo con la norma colombiana
(Infopal). Con esta disposición de válvulas y tuberías se pueden
aislar sectores sin interrumpir el servicio en el resto de la ciudad.

117
Red de distribución de acuerdo con la norma brasileña. El sistema
está compuesto por tuberías de relleno sin interconexión, lo cual
determina una gran economía de accesorios.

118
b) Hidrantes:
- Se colocan cada 200 m cuando se quiere una descarga de 10-
16 L/S, usándose en este caso hidrantes de 4" con salidas de 2
½”.
- Se colocaran cada 100 m cuando la descarga necesaria sea de
32 L/S o más pudiéndose atacar un siniestro mediante ocho
bocas con recorrido de manguera de 150 a 180 m.
- En los lugares públicos de grandes aglomeraciones o gran
valor comercial, se colocaran hidrantes especiales de 6" como
mínimo con una boca de salida de 3 ½” y 2 de 2 ½”.
- En aceras de más de 2 m de ancho los hidrantes serán tipo
poste y en los menos será tipo flor de tierra.
Puede ser
de 1 ó 4
bocas.
Matriz
- La presión en la tubería cuando se use motobomba para dar
presión, será más de 20 Lbs/pulg2
(14 m de columna de Agua),
si el chorro se aplica directo debe ser de 75 lib/pulg2
(52.5 m
de columna de Agua).
PARQUE
Principal

119
6.3.Criterios de Diseño.
Se debe tener en cuenta los siguientes datos previos.
1) Área y Población del Proyecto:
- Situación actual de la población, información demográfica.
- Situación futura.
- Areas de diferentes zonas de acuerdo al plano regular:
Zona Industrial.
Zona Comercial.
Zona Residencial.
Zona de Expansión Urbana.
2) Gasto de Diseño:
- Para ciudades grandes se toma el 80% del Qmh.
- En ciudades pequeñas se analiza:
El Qmd + Dotación contra incendios.
El Qmh.
De ambos valores, se toma el mayor para el diseño.
El caudal para necesidades de incendio depende del tamaño de la
población.
Recomendaciones Varias:
- Identificar los caudales en marcha y caudales hipotéticos de
acuerdo a la población beneficiada de cada tramo.
VEREDA
VEREDA
Válvula de
Control
Hidrante
(Contra
Incendio)
Tub. Secundaria

120
- Las presiones en la red deben tener:
Como máximo 70 lib/pulg2
= 50 m de H2O
Como mínimo 20 lib/pulg2
= 15 m de H2O
- Ubicación de las tuberías.
La profundidad de las tuberías debe ser de 0.80 m, desde la
superficie hasta la parte superior del tubo.
0.80
En las calles de 20m de ancho o menores, debe ir una sola
tubería y colocada hacia el lado de mayor demanda o en el
centro de la misma.
Las calles son > de 20 m.
Las distancias mínimas entre tuberías de agua y desagüe.
- Horizontales : 2.50 m
- Verticales : 0.25 m
Distancia mínima entre tubería de agua y conexiones eléctricas
o telefónicas.
- Horizontal : 1 m.
- Vertical : 0.25 m.
> 20 m
1.501.50
0.80 0.80

121
6.4.Selección de Diámetros, Selección de Redes y Métodos de Cálculo:
1. Para el caso de un Sistema Abierto.
Se aplica directamente la fórmula de Hazen Willians.
Q = 0.000426 CH D2.63
S0.54
Q en L/S, C (
pie/seg )
D en pulg., S( m/km
)
2. Para el caso de Circuitos Cerrados.
a) Método de Hardy-Cross (Para verificación).
1) Método de Caudales Asumidos.
Se asumen los caudales iniciales y debe satisfacer las
siguientes condiciones:
- EC. de continuidad en cada nudo.
- hf en un circuito debe ser cero.
- Caudal que ingresa a la red debe ser igual al caudal de
salida.
- Se puede aplicar H.W. ó Darcy.
Usando H.W. se demuestra: Usando Darcy:
0
0
0
0
0
2
85.1
Qh
hf
Q
Q
hf
hf
Q
f
2) Método de las Cargas Asumidas.
Se asumen las cargas de presión en cada nudo, se
demuestra.
00
0
00
0 0.285.1
hfQ
Q
hó
hfQ
Q
h ff

122
Ejemplo:
Resolver la siguiente Red., usando H.W. , CH =
100 tub.
Q12 = 90 L/S, Pmin = 10m, hacer también
diagrama a presiones:
R
Solución: sabemos que Q = , hf0 =
Tramo L(km) Ø CH Q0 h0 hf0/Q0 Q1 Q1 h1 h1/Q1 Q2 Q2 Qf
2-5 1.5 14” 100 75 3.97 0.053 -1.4 73.6 3.84 0.052 +2.1 75.7 76.0
5-3 2.0 6” 100 10 7.89 0.789 -5.4 4.6 1.88 0.409 +2.4 7.0 5.5
3-2 1.0 6” 100 -15 -8.35 0.557 -1.4 -16.4 -9.85 0.601 +2.1 -14.3 -14.0
3.51 1.399 -4.13 1.062
3-5 2.0 6” 100 -10 -7.89 0.789 +5.4 -4.6 -1.88 0.409 -2.4 -7.0 -5.5
5-4 1.0 12” 100 35 1.37 0.039 +4.0 39.0 1.67 0.043 -0.3 38.7 40.5
4-3 2.0 10” 100 5 0.18 0.036 +4.0 9.0 0.54 0.060 -0.3 8.7 10.5
-6.34 0864 0.33 0.512
Hasta obtener AQ < 0.50 l/s en ambos circuitos.
h0
1.85 h/Q0
107
L Q1.85
5.813 CH
1.85
D4.87
12”
10
5
5
15
75
1000 m
2
44 m
1000
16”
1000 m
6”
1500 - 14”
2000 - 10”
2000 - 6”
2.00
35 43
1.00 0.00
30 L/S 30 L/S
2.00
1
30 L/S

123
Entonces los caudales que resulta son:
Cálculo de las Alturas disponibles
hf1-2 = = 19.36 CP2 = 44 -
19.36 = 24.64 m.
Alt. Presión 2 = CP2 – CG2 = 24.64 – 2 = 22.64 m.
hf2-5 = = 4.07
CP5 = CP2 – hf2-5 = 24.64 – 4.07 = 20.57 m.
Alt. Presión 5 = CP5 – CG5 = 20.57 – 2.0 = 18.57 m.
hf2-3 = = 7.35 m.
CP3 = CP2 – hf2-3 = 24.64 – 7.35 = 17.29 m.
Alt. D. Presión 3 = CP3 - CG3 = 17.29 – 1 = 16.29
hf5-4 = = 1.79 m.
CP4 = CP5 – hf5-4 = 20.57 – 1.79 = 18.78 m.
Alt. D. Presión 4 = CP4 – CG4 = 18.78 – 0 = 18.78 m.
107
(10)(90)1.85
5.813 (100)1.85
(16)4.87
107
(1)(14)1.85
5.813 (100)1.85
(14)4.87
107
(1)(14)1.85
5.813 (100)1.85
(6)4.87
107
(1)(40.5)1.85
5.813 (100)1.85
(12)4.87
76 L/S
90 L/S
30 L/S
44
30 L/S30 L/S
40.5 L/S
5.5 L/S
10.5 L/S
14 L/S
1
2
3 4
5

124
1 24.64 20.57
2.0 18.57
2 5
17.29
16.29 1.00 0.00
3 4
3) Método de Linealización (Método de Verificación).
Condiciones de aplicación:
Hf = 0 (en cada
Circuito)
Qi = 0 (en cada Nudo)
2
3
4
1
q 1
q2
4
q
3
q
2
1
4
5
3
III
Q3
Q1
2
Q
Q 4
5
Q
Convención de Signos:
q (+) (-) caudales hipotéticos que entran o
salen
del nudo.
Q (+) (-) caudales en marcha o internos de las
Tuberías
Ecuaciones de Nudo:
q1 – Q1 – Q3 = 0 (1)
- q2 + Q1 – Q2 – Q4 = 0 (2)
- q3 + Q2 + Q3 – Q5 = 0 (3)
Ecuaciones de Circuitos:
h1 + h2 – h3 = 0 (4)
- h2 + h4 –h5 = 0 (5)
2.00
22.64
18.78
18.78

125
Como. H = K Qn
, n varía según Darcy o Hazen
Willians.
K1 Qn
1 + K2 Qn
2 – K3 Qn
3 = 0 (4')
- K2 Qn2 + K4 Qn
4 – K5 Qn
5 = 0 (5')
Se tienen 5 ecuaciones y 5 incógnitas, que indican
que aparentemente el sistema se resolvería, pero no es
posible por que estamos combinando ecuaciones
lineales con ecuaciones de grado “n”.
El procedimiento correcto es LINEALIZAR, la
ecuación exponencial.
Como H = KQn
= K (Qn-1
) Q
Si K' = K(Qn-1
) y
H = K' Q linealizado.
Las ec: (4') y (5') serán:
K1
1 Q1 + K1
2 Q2 – K1
3 Q3 = 0
- K2 Q2 + K1
4 Q4 – K1
5 Q5 = 0
Entonces se formaría el siguiente sistema de ecuaciones:
- Q1 – Q3 = q1
Q1 – Q2 – Q4 = q2
Q2 + Q3 –Q5 = q3
K1
1 Q1 + K1
2 Q2 – K1
3 Q3 =0
- K1
2 Q2 + K1
4 – K1
5 Q5 =0

126
En forma Matricial:
Nudo 1 - 1 0 - 1 0 0 Q1 - q1
Nudo 2 1 -1 0 - 1 0 Q2 q2
Nudo 3 0 1 1 0 -1 Q3 = q3
Circuito 1 K'1 K'2 -K'3 0 0 Q4 0
Circuito 1 0 -K'2 0 K'4 -K'5 Q5 0

127
CAPITULO VII: TRATAMIENTO DEL AGUA
7.1. CRITERIOS BASICOS SOBRE CONTROL Y CALIDAD DE AGUA:
7.1.1- Calidad del Agua Cruda:
Las aguas superficiales presentan características diferentes y se ven
afectadas frecuentemente por los fenómenos naturales y artificiales, las
aguas subterráneas por lo general son más claras y puras.
Criterios de calidad para la selección de la fuente:
Según las Guías Internacionales de Agua Potable de la OMS, se ha
clasificado las aguas crudas en 5 grupos:
GRUPO I: Agua que necesita solamente desinfección, tiene las
siguientes características:
A: Calidad Bacteriológica:
- Densidad de Coliformes Totales: La media aritmética mensual
deberá ser menor que 100 unidades por 100 ml de muestra.
- Densidad de Coliformes Fecales: Su media deberá ser menor que
20 unidades por 100 ml de muestra.
B: Calidad Física: Debe cumplir con las Guías para calidad de Agua
Potable de la OMS con excepción a turbiedad y color que
serán como sigue:
Concentración
Máxima deseada Máxima admisible
Turbiedad 1 unidad (UT) 5 unidades
Color 5 unidades (UTC) 15 unidades
C: Calidad Química: Deberá constatarse el contenido de sustancias
tóxicas de origen orgánico e inorgánico, muy
especialmente pesticidas, hervicidas, etc.
D: Calidad Radiología: Cumplir con las recomendaciones de la OMS.
E: Tratamiento Adicional: Si la calidad del agua no es estable durante
todo el año, según lo especificado en A,B,C,D; se
requiere analizar en peores condiciones.
GRUPO II: Aguas que Necesitan Tratamiento convencional, tales
como Coagulación; Sedimentación, filtración Rápida y Desinfección, o
Filtración Lenta y Desinfección.

128
Densidad de Coliformes Totales: La media geométrica mensual
deberá ser menor a 3000 unidades por 100 ml de muestra de agua
cruda.
Densidad de Coliformes Fecales: La media geométrica deberá ser
menor a 600 unidades por 100 ml. de muestra.
B: Calidad Física: Elementos tales como color, turbiedad y olor
contribuyen en forma significativa al tratamiento y
potabilización del agua.
1.- Color: No se puede fijar un limite de color natural; se
recomienda remover la mayor parte de color mediante coagulación
a bajo PH. Luego de un tratamiento completo, el color real debe
cumplir con las Guías Internacionales para el Agua Potable de la
OMS. El color real del agua tratada será:
- Máxima Deseada: 5 UC.
- Máxima Permisible: 15 UC.
2.- Turbiedad: Los límites de turbiedad son variables y debe
permanecer en un rango fácilmente tratable con
medios convencionales. Se establece el agua tratada
en:
- Máxima Deseada: 1 UT
- Máxima Permisible: 5UT.
3.- Olor: Debe ser de tal grado y naturaleza que su remoción por
medios convencionales no sea imposible. La aireación es
método convencional.
C: Calidad Química: Puesto que el tratamiento convencional completo
tiene poco efecto en la remoción de ciertos compuestos
químicos, el agua cruda debe cumplir con los límites
recomendados por la OMS.
D: Calidad Radiología: Debe cumplir con lo indicado por la OMS.
GRUPO III: Aguas que Necesitan Tratamiento Convencional como
Coagulación, sedimentación, Filtración Rápida y Desinfección (pre y
post cloración)

129
- Densidad de Coliformes Totales: La media geométrica mensual
deberá ser menor a 20,000 por 100 ml de muestra.
- Densidad de Coliformes Fecales: La media geométrica no deberá
exceder de 4,000 por 100 ml. de muestra.
B: Calidad Física: Elementos tales como color, turbiedad y olor
contribuyen en forma significativa al tratamiento y
potabilización del agua.
1. -Color: No se puede fijar un limite de color natural; se
recomienda remover la mayor parte de color mediante
coagulación a bajo PH. Luego de un tratamiento
completo,el color real debe cumplir con las Guías
Internacionales para el Agua Potable de la OMS. El color
del agua tratada será:
- Máxima Deseada: 5 UC.
- Máxima Permisible: 15 UC.
2.- Turbiedad: Los límites de turbiedad son variables y debe
permanecer en un rango fácilmente tratable con
medios convencionales. Se establece el agua tratada
en:
- Máxima Deseada: 1 UT
- Máxima Permisible: 5UT.
3.- Olor: Debe ser de tal grado y naturaleza que su remoción por
medios convencionales no sea imposible. La aireación es
método convencional.
C: Calidad Química: Deberá constatarse el contenido de sustancias
tóxicas de origen orgánico e inorgánico, muy
especialmente pesticidas, hervicidas, etc.
D: Calidad Radiología: Debe cumplir con lo indicado por la OMS.
GRUPO IV: Aguas que no cumplen con los requisitos bacteriológicos
expresados en los grupos anteriores ( las aguas tienen más de
20,000 coliformes totales o 4,000 Coliformes fecales en una
muestra de 100 ml ).
No se recomienda utilizar éstas aguas como fuente de
abastecimiento ya que un tratamiento por métodos
convencionales es inadecuado, sin embargo, de no existir una

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