REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO SANTIAGO MARIO EXTENSIN MARACAY

PROYECTO DE DISTRIBUCIN DE AGUA POTABLE

Integrantes:

Maracay, julio de 2014

NDICE

Introduccin 3Diagnstico de un sistema de distribucin de agua potable 4Clculo de caudal 6Caudal de la toma principal 7 Fuente de abastecimiento del agua potable 12Ventajas 14Captacin 15Conduccin 16Seleccin de materiales del sistema 18Conclusiones 21Apndices. 22Bibliografa 27

INTRODUCCINEl agua es indispensable para la vida y por ello el hombre, en muchos casos ha intentado establecerse en sitios que le ofrecen facilidades para desarrollar un sinfn de actividades, tratando de tener cerca una fuente de abastecimiento de agua. Sin embargo no siempre es posible tener una fuente como tal cerca de donde vivimos. Por tal motivo surgi la necesidad de conducir el agua a lugares apartados. Esto a proporcionado grandes ventajas a muchas personas como producto del trabajo realizado en la captacin y conduccin de este lquido vital. Los ingenieros civiles tradicionalmente han participado en la realizacin de obras de abastecimiento de agua y para la eliminacin del agua residual. Esto se debe a que la ingeniera sanitaria constituye una de las actividades ms intensas de la ingeniera civil. Para desempear un papel activo en la solucin del problema el ingeniero civil debe entender los fundamentos en que se basa de abastecimiento de agua potable. Por este motivo, el propsito de este proyecto es bosquejar los principios fundamentales de la ingeniera que se aplican en el diseo del sistema mencionado.

DIAGNSTICO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE AGUA POTABLE

Se considera agua potable o agua apta para consumo humano, toda aquella cuya ingestin no cause efectos nocivos para la salud. Este es posible cuando el agua se encuentra libre de grmenes patgenos y de sustancias txicas.

En la siguiente figura se muestran las partes que componen un sistema hidrulico urbano, como son: fuente, captacin, conduccin, tratamiento de potabilizacin, conduccin, regularizacin, distribucin, recoleccin, tratamiento de agua residual y disposicin. El sistema de abastecimiento de agua potable es un subsistema del sistema hidrulico urbano.

Para este proyecto se tomo como base una vivienda unifamiliar ubicada en la Urbanizacin 23 de enero, Maracay. A continuacin se muestra una vista de planta de vivienda junto con la distribucin de agua potable desde su toma principal.

CLCULO DEL CAUDAL DE AGUA POR CADA TUBERA

Para el clculo de la velocidad se parte de la siguiente ecuacin:

Donde:Q = Caudal que circula por la tubera (m3/s)V = Velocidad del agua por la tubera (m/s)A= rea de la seccin transversal de la tubera (m2)

El rea de la seccin transversal de la tubera es circular:

La ecuacin del rea circular es:

Donde:D = Dimetro de la tubera (m) = 3.14Clculo de rea para los diferentes dimetros de tubera: Para D = 1 (Se transforman pulgadas a metros)

Para D =

Para D =

CAUDAL DE LA TOMA PRINCIPAL

Para obtener el caudal de la toma principal se procedi a hacer una observacin directa del medidor principal de la vivienda el cual est ubicado en su frente. Sin embargo, este no posee el instrumento de medicin de caudal ni otras especificaciones de caudal.

Debido a esta limitacin se procedi a medir el caudal de forma experimental desde la tubera de suministro principal. Se utiliz un recipiente que posea una marca de 1 litro de capacidad. Se procedi a contar con un cronmetro el tiempo que tardaba en llenarse el recipiente.

El tiempo promedio que tard en llenarse el recipiente fue de 3 segundos. Con esta informacin se calcula el caudal aproximado por medio de la ecuacin:

Donde: Q: Caudal de la toma principalVol.: Volumen t: Tiempo

Al transformar el caudal a GPM (Galones por minutos), se obtiene:

Como es un valor estimado, el caudal se redondea a: El caudal se distribuye desde la tubera principal a cinco (5) tuberas secundarias de

Para el clculo del caudal en cada tubera secundaria se aplican la ecuacin de Bernoulli entre dos puntos:

Donde: P: Presin interna : Peso especfico del agua g: Aceleracin de gravedad Z: Altura f: Prdidas en la tuberaLas variaciones de nivel son mnimas por lo tanto se consideran despreciables. Tambin se consideran mnimas las variaciones de presin, por lo tanto la ecuacin de Bernoulli entre dos puntos de la tubera queda reducida a:

Tramo 0 - 1

Despejando V1

Prdidas en el tramo 0-1 (f)Estas prdidas se producen por los accesorios (fa) y por longitud de tubera (fL)Entre el tramo 0-1 hay una conexin T.

Las prdidas en el accesorio se estimar por la ecuacin:

Para una conexin T con un flujo que se bifurca. K=1 (Vase Apndice A: Valores del Coeficiente de Resistencia (k) o Largo Equivalente representativo en dimetro de Tubera)

Prdidas por longitud de tubera:Para estimar estas prdidas se utiliza la ecuacin de Darcy

Donde: F: Factor de friccin g: Gravedad L: Longitud de tubera

Se calcula el nmero de Reynolds (Re)

Donde: : Densidad del agua V: Velocidad : Viscosidad cinemtica D: Dimetro = 16764 2000 Rgimen turbulentoSe calcula la rugosidad relativa asumiendo tubera estirada (Vase Apndice B) Con Re=1,67.104 y obtenemos el factor de friccin F a travs del Diagrama de Moody. (Ver Apndice C).

F=0,027

Sustituyendo los valores obtenidos en las ecuaciones de prdida, se obtiene el caudal 1. Q1=7,94.10-5 m3/s =1,3 GPM

Aplicando las ecuaciones en cada uno de los tramos se obtienen el resto de los caudales. TuberaQ (m3/s)Q (GPM)

Principal3,33.10-45,28

17,94.10-51,26

27,63.10-51,21

35,93.10-50,94

46,05.10-50,96

55,74.10-50,91

FUENTE DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLEEl origen de las fuentes de agua potable es el Ciclo del agua. Tomando como partida la evaporacin del agua en la superficie del ocano, el agua en estado gaseoso circula con la atmsfera presentando desplazamientos vertical y horizontal. En la atmsfera se condensa y se precipita nuevamente en la superficie: tres cuartas partes al mismo ocano y un poco menos de la cuarta parte a la superficie continental. En el ocano y en el continente inicia nuevamente el paso de evaporacin y en la superficie continental llena lagos, se infiltra en el terreno y circula dentro de l para aflorar en reas de menor elevacin o hasta volver subterrneamente al mar, se retiene en la vegetacin y finalmente escurre superficialmente y forma cauces desembocando en lagos o vasos de almacenamiento artificiales para su regulacin a fin de usarla, o controlar los caudales de escurrimiento para su uso.

As, gracias al Ciclo hidrolgico, se encuentran disponibles en la naturaleza las siguientes fuentes de abastecimiento: a. Agua superficialb. Agua subterrneac. Agua atmosfrica d. Agua salada. La poblacin seleccionada (Urbanizacin 23 de enero, Parroquia Los Tacariguas. Municipio Girardot, Maracay estado Aragua) obtiene el agua potable a travs de una red de distribucin que se origina en el embalse Camatagua., que puede clasificarse como una fuente de agua superficial.

Embalse CamataguaEl embalse Ing. Ernesto Len, mejor conocido como embalse Camatagua, es la principal fuente de agua que utiliza Hidrocentro para abastecer a la ciudad de Maracay. Represa al ro Gurico, y est ubicado a 5 kilmetros de la poblacin Camatagua, alsur delestado Aragua, a 150 kilmetros de Caracas. (Ver mapa a continuacin). Tiene una superficie de ms de 7 mil hectreas y una capacidad para almacenar 1543 millones de metros cbicos de agua. Adems de Hidrocentro, las hidrolgicas Hidrocapital e Hidropez toman agua del embalse para el abastecimiento de las poblaciones El Sombrero, Camatagua, San Casimiro, San Sebastin, y San Juan de Los Morros, entre otras. Tambin aporta agua para riego de los cultivos sembrados al norte del estado Gurico.

Ubicacin geogrfica del embalse Camatagua

VENTAJAS DE LAS FUENTES DE AGUAS SUPERFICIALES DEL EMBALSE CAMATAGUA: Una de las ventajas obvias de este tipo de fuente son su disponibilidad y que estn visibles; son fcilmente alcanzadas para el abastecimiento y su contaminacin puede ser removida con relativa facilidad. Generalmente esta fuente tiene aguas blandas; por estar abiertas a la atmsfera tienen un alto contenido de oxgeno, el cual oxida y remueve el hierro y manganeso en las aguas crudas. Normalmente est libre de sulfuro de hidrgeno, el cual produce un olor ofensivo, similar al de los huevos podridos. Estas aguas superficiales pueden sanearse cuando son contaminadas. Por otra parte, las aguas superficiales son variables en cantidad y se contaminan fcilmente por descarga de aguas residuales; su alta actividad biolgica puede producir sabor y olor an cuando el agua ha sido tratada. Puede tener alta turbiedad y color, lo cual requiere un tratamiento adicional; generalmente tiene mucha materia inorgnica que forma trihalometanos (conocidos cancergenos) cuando se usa cloro para la desinfeccin.

Caractersticas principales del embalse Camatagua

CAPTACINLas obras de captacin son las obras civiles y los equipos electromecnicos que se utilizan para reunir y disponer adecuadamente del agua superficial o subterrnea de la fuente de abastecimiento. Dichas obras varan de acuerdo a la naturaleza de la fuente de abastecimiento, su localizacin y magnitud. En la siguiente figura de muestran ejemplos de obras de captacin.

CONDUCCINSe denomina lnea de conduccin a la parte del sistema constituida por el conjunto de conductos, obras de arte y accesorios destinados a transportar el agua procedente de la fuente de abastecimiento, desde el lugar de la captacin hasta un punto que puede ser un tanque de regularizacin, a un crcamo para una segunda conduccin, o a una planta potabilizadora. El organismo que se encarga de realizar la conduccin el Hidrocentro

a. Ficha informativa de la empresa.Desde El 28 de Diciembre de 1990 la C.A. HIDROLGICA DEL CENTRO, HIDROCENTRO, se encarga de la administracin, operacin, mantenimiento, ampliacin y reconstruccin de los sistemas de distribucin de agua potable y de los sistemas de recoleccin, tratamiento y disposicin de aguas residuales en los estados Aragua, Carabobo y Cojedes.b. rea o regin geogrfica que atiende. Los principales sistemas de produccin estn distribuidos a lo largo de todo el mbito geogrfico, que comprende los tres estados de la Regin Central Aragua, Carabobo y Cojedes. La produccin se encuentra en Cojedes, el tratamiento se ubica en Carabobo y distribuye desde ah a los estados. Estos se distribuyen de la siguiente manera:Estado Aragua Sistema Regional del Centro II. Sistema Aislado Camatagua. Sistema Aislado Colonia Tovar. Sistema Aislado Las Delicias - El Castao. Sistema Aislado Ocumare de La Costa. Sistema Aislado El Consejo.

Esquema de una red de distribucin urbanaUnidades de Gestin de HidrocentroEstadoUnidad de GestinMunicipios

CaraboboSistema Regional del Centro I Etapa

ValenciaLibertadorNaguanagua

Carabobo

Sistema Regional del Centro II Etapa

Carlos ArveloValencia (Flor Amarillo)Los GuayosSan DiegoGuacaraSan JoaqunDiego Ibarra

CaraboboSistema de La Costa Juan Jos MoraPuerto Cabello

Aragua

Sistema Regional del Centro I y IIGirardotMario BriceoSantiago MarioBolvarJos F. RibasJos R. RevengaEl LibertadorZamoraSucre

CojedesSistema Regional del Centro I San CarlosTinaco

SELECCIN DEL MATERIAL PARA EL SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE AGUAS BLANCASLos materiales ms utilizados en los sistemas de distribucin de aguas blancas son los siguientes: 1. Policloruro de Vinilo (PVC)2. Acero inoxidable3. Hierro galvanizadoTomando estos materiales como referencia se establecern criterios para la seleccin del material ptimo. Los criterios son los siguientes: 1. Costo: Se optar por seleccionar el material que tenga el menor costo con respecto a los dems materiales.2. Manejabilidad: Se escogern el material que sea ms sencillo de manejar, realizar cambios, reparaciones y colocacin de accesorios.3. Accesibilidad: Este criterio pondera al material que sea de fcil adquisicin en el mercado.4. Peso: Se seleccionar el material que tenga menor peso por longitud, en comparacin con los dems materiales.5. Higiene: Este criterio se refiere a las caractersticas sanitarias que posea el material, de tal manera que sea apto para el manejo de agua potable. Debe reducir la posibilidad de contaminacin del agua por grmenes o corrosin de la tubera. Cada criterio tendr una ponderacin respectiva de acuerdo a su importancia dentro del sistema de distribucin de aguas blancas. La ponderacin es la siguiente:CRITERIOPONDERACIN

HIGIENE5

COSTO4

MANEJABILIDAD3

ACCESIBILIDAD2

PESO1

La valoracin que se colocar a cada material, tendr una escala del 1 al 3 de acuerdo a las siguientes especificaciones: VALORACINSignificado

1El material tiene el menor desempeo en el criterio establecido.

2El material tiene un desempeo regular en el criterio establecido.

3El material tiene el mayor desempeo en el criterio establecido.

Los resultados de la evaluacin de cada material son los siguientes: CRITERIOC1C2C3C4C5=C1x5+C2x4+C3x3+C2x2+C1x1

MATERIALHIGIENECOSTOMANEJAB.ACCESIB.PESOTOTAL

PVC2333340

Acero inoxidable3111226

Hierro galv.1222124

El material que tiene mayor valoracin es el PVC ya que ofrece mltiples ventajas El PVC es un material econmico que facilita el ahorro de energa gracias a su bajo peso, sus grandes prestaciones y su alto poder aislante. Segn la Confederacin Espaola de Empresarios de Plsticos, estas caractersticas le hacen un asiduo de las tuberas que se localizan en edificios pblicos, viviendas y lugares de trabajo. El cloruro de polivinilo (PVC) y el polietileno son los plsticos ms frecuentes debido a su versatilidad. Son ptimos para redes de abastecimiento de agua potable, saneamiento, riego y evacuacin de aguas residuales y pluviales.

La Asociacin Espaola de Fabricantes de Tubos y Accesorios Plsticos, AseTUB, destaca los innumerables avances tcnicos de este material, tales como: facilidad de instalacin, resistencia mecnica, flexibilidad, estanqueidad, resistencia a la abrasin, ausencia de incrustaciones (por ejemplo, de cal), inalterabilidad en el tiempo, resistencia a agentes qumicos (cidos, bases, sales y oxidantes) y reciclabilidad. La mayora de los tubos de plstico se pueden reutilizar en la fabricacin de otros tubos. Por otro lado, las tuberas de plstico son ligeras, lo que facilita su transporte, manipulacin, almacenaje e instalacin, y requieren poco mantenimiento. Tampoco trasmiten ningn sabor u olor, soportan presiones altas, no son combustibles (buen comportamiento ante el fuego) y tienen una menor conductividad trmica que las tuberas metlicas, por lo que apenas influyen en la temperatura de los fluidos que las recorren. En cuanto a las paredes interiores, son lisas y reducen la prdida de presin por contacto (friccin).

Las tuberas de plstico permiten canalizaciones sin uniones, lo que reduce el riesgo de fugas. Otras ventajas de las tuberas de plstico, segn la Plastics Europe (Asociacin Europea de Fabricantes de Plsticos), son la posibilidad de realizar canalizaciones sin uniones, lo que reduce el riesgo de fugas en sistemas de calefaccin por suelo radiante y refrigeracin mediante techo refrigerante, y el ahorro econmico y de obras que implica la proteccin de cables subterrneos en tubera de plstico, ya que la instalacin y el desmontaje de cables se hace fcilmente sin abrir las vas.

CONCLUSIONES

Luego de la realizacin de este proyecto de distribucin de un sistema de agua potable su puede obtener las siguientes conclusiones:

1. Las partes que componen un sistema hidrulico urbano son: fuente, captacin, conduccin, tratamiento de potabilizacin, conduccin, regularizacin, distribucin, recoleccin, tratamiento de agua residual y disposicin.2. El sistema de abastecimiento de agua potable es un subsistema del sistema hidrulico urbano. 3. Gracias al Ciclo hidrolgico, se encuentran disponibles en la naturaleza las siguientes fuentes de abastecimiento: agua superficial, agua subterrnea, agua atmosfrica y agua salada. 4. El embalse Ing. Ernesto Len, mejor conocido como embalse Camatagua, es la principal fuente de agua que utiliza Hidrocentro para abastecer a la ciudad de Maracay.5. Una de las ventajas de este tipo de fuente superficial (embalse Camatagua) son su disponibilidad y visibilidad; son fcilmente alcanzadas para el abastecimiento y su contaminacin puede ser removida con relativa facilidad. Tienen un alto contenido de oxgeno, el cual oxida y remueve el hierro y manganeso en las aguas crudas. Est libre de sulfuro de hidrgeno.6. Las obras de captacin son las obras civiles y los equipos electromecnicos que se utilizan para reunir y disponer adecuadamente del agua superficial o subterrnea de la fuente de abastecimiento.7. Se denomina lnea de conduccin a la parte del sistema constituida por el conjunto de conductos, obras de arte y accesorios destinados a transportar el agua procedente de la fuente de abastecimiento. 8. El PVC ofrece mltiples ventajas en un sistema de distribucin de agua potable. Es econmico, facilita el ahorro de energa, bajo peso, sus grandes prestaciones y s alto poder aislante.

APENDICE A.

APNDICE B

APNDICE C

APNDICE D

CONEXIONES UTILIZADAS EN UN SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE AGUA POTABLE DE TUBERAS PVC

APNDICE D

CATLOGO Y LISTA DE PRECIOS (Bs) DE CONEXIONES UTILIZADAS EN UN SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE AGUA POTABLE DE TUBERAS PVC

Fuente: Mercadolibre VenezuelaEnlace de la pgina web: http://articulo.mercadolibre.com.ve/MLV-424463197-conexiones-para-aguas-blancas-codo-de-12-y-34--_JM

BIBLIOGRAFA

LPEZ, R. (2009). Diseo del sistema de abastecimiento de agua potable para las comunidades santa fe y Capachal, Pritu, estado Anzotegui. Trabajo de grado presentado ante la Universidad de Oriente, ncleo Anzotegui. MATAIX, C. (1993). Mecnica de fluidos y mquinas hidrulicas. Segunda edicin. Ediciones del Castillo, S.A. Madrid. VALDEZ, C. (1990). Abastecimiento de agua potable. Universidad Nacional Autnoma de Mxico. Facultad de Ingeniera. Mxico, DF.