Universidad de Oriente Ncleo Bolvar Escuela de Ciencias
Universidad de Oriente Núcleo Bolívar Escuela de Ciencias de la Tierra Ingeniería Sanitaria I PERIODO DE DISEÑO Y CRITERIOS GENERALES PARA EL DISEÑO DE S. A. A. C Profesor: Ing. Carlos Pérez. Bachilleres • Contasti, Carlos • Guacare, Mervin • Zamora, Liserlly Ciudad Bolívar, agosto del año 2009
VARIACIONES DE CONSUMO DE AGUA Análisis de variación de consumo Período de diseño Variación del consumo
PERÍODO DE DISEÑO ü Proyección de un sistema de abastecimiento de agua. § Por capacidad en la conducción del gasto. ü Tiempo determinado de eficiencia. § Por resistencia física del sistema.
FACTORES DETERMINANTES. 1. -Durabilidad o vida útil de las instalaciones. Ø Resistencia Física Materiales y Equipos. Concreto Composición del S. A. A Acero Otros § Al Desgaste. § A los Esfuerzos. Resistencia físicas variables No uniformidad de P. D en componentes de S. A. A
FACTORES DETERMINANTES. 2. Facilidad de construcción. El P. D esta ligado a factores económicos. Ø Dificultad constructiva. (Altos costos) Selección de P. D largos 2. 1 Posibilidad de ampliación o sustitución Ø Facilidad constructiva. Selección de P. D cortos.
FACTORES DETERMINANTES. 3. Tendencias de crecimiento poblacional. 3. 1 Factores que Intervienen. CRECIMIENTOS DECRECIMIENTOS Nacimientos. Muertes. Migraciones. Emigraciones. Desarrollo (comercial, industrial, economicos) Recesión económicas. Epidemias.
CURVA TÍPICA DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL Pob. Lento Acelerado Lento t (años) Progresión Aritmética Progresión Geométrica
3. 2 EL CRECIMIENTO POBLACIONAL SE MIDE MEDIANTE LOS CENSOS. Ejemplos: Censo de la Población de Pariaguán (1970 -2001) Fechas Censos 1970 12. 370 1981 14. 510 1991 16. 918 2001 20. 132
¿Cuál será la población 30 años después y el consumo para esa época? ü Método Aritmético. P. F. = P. P + Ka ( Δ t) P (1981) = P (1970) + Ka (11) 14. 510 = 12. 370 + Ka (11) Ka= 14. 510 – 12. 370 = 195 hab/año 11 Fechas Población 1970 12. 370 1981 1991 P. F = Población futura. P. P = Población presente. Ka = Rata de crecimiento. ΔT = Año futuro - año presente. ΔP (Hab) Δt (Años) Ka (hab/años) 2. 140 11 195 2. 408 10 241 3. 214 10 321 15. 020 30 14. 510 16. 918 2001 20. 132 2031 35. 152 501
ü Método Aritmético. Ka = 500 Ka P( 2031) = 20. 132+ 500 * 30 P(2031) = 35. 152 Dot. = 250 Lts/Hab/Día Q = 102 LPS 70 81 91 2001 2011 2021 2031 t (años) • línea de Crecimiento poblacional lento P. D largo.
ü Método Geométrico. r: Rata de crecimiento. r (%) n: Δt P. F: P. P* (1 + r)n P(81) = P(70) * (1 + r)11 1. 9 14. 510 = 12. 370 * (1 + r)11 1. 7 r 1 = 1, 46 % 1. 5 1. 46 P(91) = P(81) * (1 + r)11 r 2 = 1, 5 % 70 81 91 2001 2011 2021 2031 t (años) • Línea de crecimiento poblacional acelerado P. D cortos. P(2031) = 20. 132 * (1, 019)30 P(2031) = 35. 408 hab Dot = 250 lts/hab/día Q = 125 LPS
3. 3 Períodos de diseño según crecimiento poblacional. Población. P. D cortos A = Crecimiento poblacional lento. B = Crecimiento poblacional acelerado. B A P. D largos Tiempo. 4. POSIBILIDAD DE FINANCIAMIENTO. § Mayor Posibilidad de Financiamiento. § Inversiones. Mayor P. D
FACTORES DETERMINANTES. 5. Rata de interés. Intereses altos. Periodos de diseño recomendados. Fuentes superficiales. Con regulación. Sin regulación. Fuentes subterráneas. Obras de captación. Diques-tomas. Diques- represas. Estaciones de bombeo. Líneas de aducción. Plantas de tratamiento. Estanques de almacenamiento. Concreto. Metálicos. Redes de distribución. Tubería matriz. P. D cortos. (Años) P. D largos. (Años) 50 20 15 30 10 20 10 100 30 15 40 25 50 15 40 15 30 20 40 30 50 50
VARIACIÓN DEL CONSUMO Ø Consumo Medio Diario Anual. (Qm) Es el promedio de los consumos diarios durante un año de registro, expresado en lts/seg. Este consumo medio diario (Qm) puede ser obtenido: • Promedio de registro durante un año. Consumo medio diario (Qm) • Estimación de acuerdo con la población. • Mediante la zonificación.
LTS/VIV/DIA ─El Qmax: 26 de febrero Qmax Qm AÑO E F M A M J J A S O N D • Línea de consumo medio diario. Ø Consumo máximo diario (Qmd) Es el consumo del día de máximo consumo durante un año de consumo Ø Consumo máximo horario (Qmh) Es el consumo en la hora d máximo consumo del día de máximo consumo
─Para el 26 de febrero el Qmh es a las 8 am. LTS/VIV/DIA Qmh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 T (HORAS) • Línea de consumo del día de máximo consumo. ØRelación entre factores de medición de consumo. Qm, Qmd y Qmh Qmd = K 1 Qm Qmh = K 2 Qm 1, 20 < K 1< 1, 60 K 1 = 1, 25 2 ≤ K 2 ≤ 2, 75
• Según las NORMAS INOS la selección de K 2 es de la siguiente forma: K 2 POBLACIÒN. K 2 = 2, 75 < 1000 K 2 = 275 – 0, 75 Pm 1000 < Pm < 100000 K 2 = 2 > 100000 Donde Pm : Población en miles.
Ejemplo: La población de Tumeremo tiene actualmente 112930 Hab. Calcular Qm, Qmd y Qmh en LTS/SEG. según en las NORMAS INOS, En la tabla de dotaciones como la población es mayor 50 mil su dotación es de: Dotación : 300 LTS/HAB/DIA Qm = 300 x 112930 hab Qm = 33879000 LTS/DIA • Este resultado hay que llevarlo a LTS/SEG con una transformación de unidades. Qm = 3387900 LTS/DIA = 392, 118 LPS 86400 DIA/SEG Qmd = 1, 25 x 392, 118 LPS = 490, 15 LPS Qmh = 2 x 392, 118 LPS = 784, 24 LPS
ØANÁLISIS DE LAS VARIACIONES DE CONSUMO DE ACUERDO CON LA CURVA DE CONSUMO ACUMULADO. En el registro diario graficamos la curva de consumo horario: Q (LPS) A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 T (horas) Donde T 1 = 1 hora V 1 Donde T 2 = 1 hora V 2
ØCARACTERÍSTICAS DE LA CURVA DE VOLUMEN ACUMULADO. a. El volumen leído para un tiempo determinado representa el volumen consumido hasta ese momento. a V 1 + V 2 V 1 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 Curva del volumen acumulado en un día.
b. La diferencia de ordenadas entre dos puntos representa el volumen consumido en el intervalo. b ∆v a ∆t V 1 + V 2 + V 3 V 1 + V 2 V 1 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
c. La pendiente de la recta tangente en un punto es el gasto en este instante. c ∆v ∆t : Nº de horas ∆v Mientras más alta sea la pendiente, mayor es el caudal. ∆t V 1 + V 2 + V 3 V 1 + V 2 V 1 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
d. La pendiente de la recta que une a los puntos de la curva en el gasto medio en ese intervalo. ∆v ∆t : Nº de horas d ∆v ∆t V 1 + V 2 + V 3 V 1 + V 2 V 1 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
e. El gasto promedio del día es la pendiente de la recta que une los extremos de la curva. Día promedio del año. Qm Día máximo de consumo. 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 d m Q 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
f. El caudal máximo horario es la máxima pendiente en la Qm h curva para el día de máximo consumo. La pendiente más grande que hay en la gráfica. 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 t
ØINFLUENCIAS DE LAS VARIACIONES DEL CONSUMO SOBRE EL S. A. A. C. (ESTIMACIÓN GASTO DE DISEÑO) Qm Qm h Qm d i y. Q Qb beo po m Tie d om e. B
ØESTACIÓN DE BOMBEO (Qb) Qb = Qmd * 24 N Tiempo de Bombeo, N: 8 a 18 Horas ØEN CASO DE INCENDIOS. (QI) QI = K 3 * Qm + I Donde: I = Caudal requerido para combatir el incendio. Nota: En la población rural no se considera el QI. I Población. 10 Pequeña 5 a 20 mil. 16 Mediana 20 a 50 mil. 32 Grande mayor a 50 mil.
ØSISTEMAS DE ABASTECIMIENTO PARA POBLACIONES FUTURAS. ELEMENTO DEL SISTEMA. Qd PERIODO DE DISEÑO. (AÑO) 50 - 100 regulado Fuente. Qm 20 - 30 no regulado 10 - 15 subestación Obras de captación. Qmd 20 - 40 Líneas de conducción. (aducción) Qmd 20 - 40 Planta de Tratamiento. Qmd 10 - 15. Estación de Bombeo. Qb 10 - 15. Impulsión. Qb 20 - 40 Estanque. Qllegada - Qsalida 20 - 30 Qmd o Qb - Qmh 30 - 40 Tubería Matriz. Qmh y QI 20 - 40 Red de Distribución. Qmh y QI 30 - 50
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