MEJORAMIENTO Y ANPLIACION DE SISTEMA DE AGUA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAEN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
"MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE SISTEMA DE
AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO EN SANTO
DOMINGO DE LA CAPILLA, DISTRITO DE SANTO
DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO - CAJAMARCA”
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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I.
PARAMETROS DE DISEÑO
1. AMBITO GEOGRAFICO DEL PROYECTO
Ubicación
El proyecto se ubica en la localidad de Santo Domingo de la Capilla
del distrito de Santo Domingo de la Capilla; perteneciente a la
provincia de Cutervo, Región Cajamarca.
Ubicación geográfica
Departamento : Cajamarca.
Provincia
: Cutervo
Distrito
: Santo Domingo de la Capilla.
Localidad
: Santo Domingo de la Capilla
Región natural : Sierra.
Altitud
: 1,870 m.s.n.m.
Límites del distrito
El distrito de Santo Domingo de la Capilla tiene los siguientes límites:
Por el Norte: Con los Distritos de Callayuc y San Andrés de Cutervo.
Por el sur: Con la Provincia de Cutervo.
Por el Este: Con el Distrito de Socota y San Andrés de Cutervo
Por el Oeste: Con el Distrito de Querocotillo y Callayuc.
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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Fig. N° 01: Plano de macro localización - departamento de
Cajamarca - provincia de Cutervo
Fig. N° 02: Plano de Micro localización - distrito de Santo Domingo de
la Capilla.
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Vías de acceso
Las vías de acceso se realizado tomando la ciudad de Chiclayo como la
ciudad donde se comprará los materiales para la ejecución de la obra.
Santo Domingo
de la Capilla
60 km
Chiple
Pucara
80km
Cruce Olmos
30 km
100km
Motupe
80km
Chiclayo
Clima
El clima es típico de sierra. La temperatura media mensual varía entre 12°
a 21°C. Las precipitaciones son constantes durante los meses de
diciembre a marzo.
Características urbanas
Esta zona cuenta en algunas calles con veredas; algunas áreas verdes y
de recreación pública; locales comunales y educación entre otros.
Topografía y Tipo de Suelo
La topografía del área es accidentada, presentando algunas pendientes
regulares en dichas zonas, tal como se muestran en los planos.
Se observa un suelo del tipo conglomerado arcilloso, con estratos de
arena.
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Napa Freática
Se encuentra a una gran profundidad por lo que se desprecia en el
presente estudio.
2. PERIODO DE DISEÑO
2.1.
Determinación
El periodo de diseño se determinará considerando los siguientes factores:





Vida útil de las estructuras y equipos.
Grado de dificultad para realizar las ampliación de la infraestructura.
Crecimiento poblacional.
Capacidad económica para la ejecución de obras.
Situación geográfica, es especial, zonas inundables.
Debiendo compatibilizar éste con las directivas existentes para los proyectos de
inversión pública.
Como año cero del proyecto se considerará la fecha de inicio de la recolección
de información e inicio del proyecto.
C.- PERIODO DE DISEÑO - t (AÑOS)
2.2.
20 Años
Población de diseño
Para el cálculo de la población de diseño, se aplicará métodos matemáticos o
métodos racionales.
Como modelo simplificado, se aplicará el método aritmético, expresado mediante
la siguiente formulación:
𝑃𝑑 = 𝑃𝑖 ∗ (1 +
𝑟∗𝑡
)
100
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Dotación de abastecimiento de agua para consumo humano
Relación con otros parámetros de diseño
La dotación de abastecimiento de agua para consumo humano dependerá de:


Ámbito geográfico de la población.
Rendimiento de la fuente en periodo de estiaje, dado de que éste deberá
ser superior al caudal de diseño.
Dotación de abastecimiento de agua para consumo humano
La dotación deberá ser estimada sobre la base de un “estudio de consumo de
agua área el ámbito rural”, que deberá ser suscrito y sustentado por el
Ingeniero Sanitario o Civil responsable del Proyecto. En ausencia de dicho
estudio se aplicará valores comprendidos en los siguientes rangos:
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CÁLCULO DE LA POBLACIÓN DE DISEÑO Y DEMANDA DE AGUA
MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE AGUA Y ALCANTARILLADO EN SANTO DOMINGO DE LA
CAPILLA, DISTRITO DE SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO - CAJAMARCA
PROYECTO
LOCALIDAD
CODIGO SNIP
LA CAPILLA - SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO -CAJAMARCA
181397
CAPTACIÓN - SECTOR LA FLOR
1.0 Según verificación "in Situ"
1.1 Población
Viviendas
1.20 Población educativa
:
319
:
0
Viv. Lejanas :
0
Solares
Nivel
N° viviendas
Hab/viv.
N° HABT.
319
5.00
1,595
1.30 Areas verdes
Descripción
40
138
Secundaria
358
Fuente: Escale
1.40 Salud
Area (m2)
Parque
Estadio
Total
859.847
0
859.85
1.50 Comercio:
Descripción
Cantidad
Inicial
Primaria
Descripción
Nº de camas
Centro de salud
Casa espera gest.
Total
4
1
5
1.60 Mataderos públicos
Area (m2)
Mercado
Total
0
0
1.70 Estadio
Nº Asientosxdía :
Cant. Animales/día
Camal Muni.
Total
0
0
1.80 Locales de entretenimiento
0
1.90 Oficinas - Municipalidad - Iglesia
Nº trabajadores:
Descripción
0
Nº asientosxdía:
0
1.10 MINIFRABRICAS QUESERAS
Kilogramos producidos
A.- POBLACION ACTUAL - Po
0
1595 Hab
B.- TASA DE CRECIMIENTO - r (%)
0.90%
C.- PERIODO DE DISEÑO - t (AÑOS)
20 Años
D.- POBLACION FUTURA
Pf = Po * ( 1+ r*t/100 )
Pf : Poblacion Futura
Po : Poblacion Actual
r : Tasa de Crecimiento
t : Periodo de Diseño
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
1882 Hab
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CÁLCULO DE LA DEMANDA DE AGUA
A.- POBLACION ACTUAL - Po
1595 Hab
B.- TASA DE CRECIMIENTO - r (%)
0.90%
C.- PERIODO DE DISEÑO - t (AÑOS)
20 Años
D.- POBLACION FUTURA
Pf = Po * ( 1+ r*t/100 )
Pf : Poblacion Futura
Po : Poblacion Actual
r : Tasa de Crecimiento
t : Periodo de Diseño
E.0.- DOTACIÓN VIVIENDAS
Se considerara 80 l/hab/dia
E.1.- DOTACIÓN EDUCACION (Alumnos + Profesores)
Inicial y primaria
Secundaria
E.2.- DOTACIÓN AREAS VERDES
E.3.- DOTACIÓN SALUD
E.4.- DOTACIÓN COMERCIO
E.5.- DOTACIÓN MATADEROS PÚBLICOS
E.6.- DOTACIÓN PARA ESTADIOS
E.7-.- DOTACIÓN PARA LOCALES DE ENTRETENIMIENTO
E.8.- DOTACIÓN PARA OFICINAS
E.9.- DOTACIÓN PARA MINIFABRICAS QUESERA
F.- CONSUMO PROMEDIO DIARIO - Qp (l/s)
Q0 = Pob.* Dot./86,400
Q1.1 = Pob.* Dot./86,400
Q1.2 = Pob.* Dot./86,400
Q2 = Area* Dot./86,400
Q3 = Nº camas* Dot./86,400
Q4 = Area* Dot./86,400
Q5 = Nº animales* Dot./86,400
Q6 = Nº asiento* Dot./86,400
Q7 = Nº asiento* Dot./86,400
Q8 = Pob* Dot./86,400
Q9 = N°kg* Dot./86,400
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
1882 Hab
80 l/hab/dia
20.00 l/per/dia
25.00 l/per/dia
2.00 l/per/dia
600.00 l/per/dia
15.00 l/per/dia
500.00 l/per/dia
15.00 l/per/dia
6.00 l/per/dia
20.00 l/per/dia
10.0 l/Kg/dia
1.942 lt/seg.
1.7426 lt/seg.
0.0412 lt/seg.
0.1036 lt/seg.
0.0199 lt/seg.
0.0347 lt/seg.
0.0000 lt/seg.
0.0000 lt/seg.
0.0000 lt/seg.
0.0000 lt/seg.
0.0000 lt/seg.
0.0000 lt/seg.
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Criterios para la determinación de la fuente
La fuente de abastecimiento más conveniente se determinará de acuerdo con
los siguientes criterios:




Calidad de agua para consumo humano.
Caudal de diseño del proyecto.
Menor costo de implementación del proyecto.
Libre disponibilidad de la fuente.
Clasificación y selección
Las fuentes de abastecimiento de agua para consumo humano podrán ser del
tipo superficial, subterránea u otras y, en función de la ubicación geográfica,
prevalecerá unas u otras. Se adoptará la siguiente nomenclatura:

Superficial:
 Ríos, canales, lagos, etc.

Subterránea:
 PO – Pozos.
 MA – Manantiales.
 GA – Galerías filtrantes.

Otras:
 LL – Agua de lluvia.
 NE – Agua de neblina.
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Calidad de las aguas de la fuente de abastecimiento
La calidad será verificada mediante los resultados de ensayos de laboratorio
correspondientes, condicionando la opción tecnológica a seleccionar, ya que
determinará si es necesario o no el tratamiento de potabilización.
Se adopta la terminología del D.S. N° 002 – 2008 – MINAM y sus normas
modificatorias o complementarias por el que se aprueban los Estándares
Nacionales de Calidad Ambiental para Agua, por la cual las aguas superficiales
destinadas a la producción de agua para consumo humano se clasifican en:



Tipo A1: aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección.
Tipo A2: aguas que pueden ser potabilizadas contratamiento
convencional.
Tipo A3: aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento
avanzado.
VARIACIONES DE CONSUMO
Consumo máximo diario
El consumo máximo diario. Qmd, se obtendrá de estudios de
consumo reales en la zona en la que se desarrolle el proyecto. De no
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existir estudios específicos, para Qmd se considerará un valor de 1,3
del consumo promedio diario anual, Qp, de este modo:
𝑄𝑝 [𝑙/𝑠] =
1
) 𝑥 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 (ℎ𝑎𝑏)
ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎
86400
𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (
𝑙
𝑄𝑚𝑑 [𝑙/𝑠] = 1,3 ∗ 𝑄𝑝 ( )
𝑠
Consumo máximo horario
El consumo máximo horario, 𝑄𝑚ℎ , se obtendrá de estudios de
consumo reales en la zona en la que se desarrolle el proyecto. De
no existir estudios específicos, para 𝑄𝑚ℎ seconsiderará un valor
de 2,0 del consumo promedio diario anual, 𝑄𝑝 .D este modo:
𝑄𝑝 [𝑙/𝑠] =
1
) 𝑥 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 (ℎ𝑎𝑏)
ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎
86400
𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (
𝑙
𝑄𝑚ℎ [𝑙/𝑠] = 2,0 ∗ 𝑄𝑝 ( )
𝑠
VARIACIONES DE CONSUMO DE AGUA
G.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (l/s)
Qmd = F1* Qp/(1-%perdidas)
3.16 lt/seg.
F1 =1.3 (Factor máximo diario - según guía metodológica para la identificación, formulación y evaluación
de proyectos de saneamiento básico en el ambito rural - SNIP)
% perdidas:
20.00%
H.- CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)
Qmh = F2*Qp
3.88 lt/seg.
F2 =2 (Factor máximo horario - según guía metodológica para la identificación, formulación y evaluación
de proyectos de saneamiento básico en el ambito rural - SNIP)
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ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO
Captación
Objeto
Fijar los parámetros de diseño de los proyectos de captación de agua para
consumo humano.
Caudales de diseño
La captación se diseñará para el caudal máximo diario. Si el sistema no
dispone de reservorio, se diseñará para el caudal máximo horario.
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CALCULO DE CAPTACION - EN MANANTIAL (SECTOR LA FLOR 02)
PROYECTO :
LUGAR:
MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE AGUA Y ALCANTARILLADO EN SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA, DISTRITO DE SANTO
DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO - CAJAMARCA
SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO - CAJAMARCA
Calculo de la captacion
Los datos de partida son:
Caudal de diseno a 20 anos
La velocidad de aproximación del agua a la boca de toma
debe ser inferior a 0,15 m/s para no atraer sólidos y peces.
Qd
129.60 m3/dia
v
0.14 m/s
Los dispositivos de proteccion se deben de calcular para un
caudal a lo menos del doble de la capacidad requerida para
correguir la disminucion de la seccion provocada por la
acumulacion de material, una rejjilla reduce el area del
tubo en un 40%
ao
0.0214 m2
Pi
Area resultante
p
a
3.1416
214.29 cm2
Diametro de la Tuberia con el dispositivo de proteccion , minimo debe
d de ser 165.18
200 mm
mm
0.0015 m3/s
1.50 l/s
214.2857 cm2
16.52 cm
7.00 Pulg
La captación puede consistir fundamentalmente en uno o dos conductos, según la importancia del suministro,apoyados directamente en el fondo del lago
En lagos, puede rematarse cada conducto en una curva a 90° instalada en una pequeña cámara, que permita el ingreso del agua por la parte superior
La velocidad dentro del ducto debe ser como minimo a 0,6
m/s para evitar el azolve
Area Transversal de la tuberia sera
Pi
Area resultante
Diametro de la Tuberia del conducto
V
0.60 m/s
Ao
p
a
D
0.0025 m2
3.1416
41.67 cm2
72.84 mm
25.0000 cm2
7.28 cm
3.00 Pulg
Aspectos Generales
Se tomará cuenta lo siguiente:



Debe estar libre de acometidas.
La tubería será para uso de agua para consumo humano.
El diámetro mínimo de la línea de conducción y de aducción es de 25
mm (1”).
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

Se evitarán pendientes mayores del 30% para evitar velocidades
excesivas, e inferiores al 0,50% para facilitar la ejecución y el
mantenimiento.
En los tramos que discurran por terrenos accidentados, se suavizará la
pendiente del trazado ascendente pudiendo ser más fuerte la
descendente, refiriéndose siempre al sentido de circulación del agua.
Caudales de Diseño
La línea de Conducción tendrá capacidad para conducir como mínimo, el caudal
máximo diario, 𝑄𝑚𝑑 . Si el suministro fuera discontinuo, se diseñarán para el
caudal máximo horario.
La línea de Aducción tendrá capacidad para conducir como mínimo, el caudal
máximo horario, 𝑄𝑚ℎ .
Velocidades admisibles
Para la línea de conducción se deberá cumplir lo siguiente:


La velocidad mínima no será de 0,60 m/s.
La velocidad máxima admisible será de 3 m/s, pudiendo alcanzar los 5
m/s si se justifica razonadamente.
Trazado
El trazado se ajustará al menor recorrido, siempre y cuando esto no conlleve a
excavaciones excesivas. El trazado de las tuberías se hará preferentemente por
espacios públicos, para evitar problemas durante la construcción y en la
operación y mantenimiento del sistema. Se evitarán los tramos de difícil acceso,
así como las zonas vulnerables. La tubería no podrá alcanzar la línea
piezométrica en ningún punto de su trazado.
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Tanto las válvulas de purga como las de aire o de interrupción se instalarán en
cámaras que permitan su fácil operación y mantenimiento.
Se adjuntarán la memoria de cálculo correspondiente de ubicación y selección
de válvulas de aire y purga.
Se instalarán válvulas de interrupción en las derivaciones y en la línea cada 2
Km como máximo, con la finalidad de facilitar la operación y el mantenimiento.
Se instalarán cámaras rompe presión cuando se presente una presión estática
máxima de:


50m para el caso de que se utilice tubería de presión nominal (PN) 7,5 o
75 metros, en el caso de que se emplee tubería de PN 10.
Conducción a presión
Aspectos generales
Al igual que las condiciones sin presión, la topografía, característica del terreno
y la climatología determinarán el tipo y calidad de la tubería.
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Criterios de Diseño
El cálculo de diámetro de la tubería podrá realizarse utilizando las siguientes
fórmulas:

Para tuberías de diámetro superior a 50 mm, Hazen – Williams:
𝑄1,852
𝐻𝑓 = 10,674 ∗ [ 1,852
]∗𝐿
𝐶
∗ 𝐷4,86
Siendo:
 𝐻𝑓 , pérdida de carga continua, en m.
 𝑄, Caudal en
𝑚3
𝑠
 𝐷, diámetro interior en m (ID)
 𝐶, Coeficiente de Hazen Williams (adimensional)
o Acero sin costura...
o Acero soldado en espiral...
o Hierro fundido dúctil con revestimiento...
o Hierro galvanizado...
o Polietileno...
o PVC...
 L, longitud del tramo, en m.
C= 120
C= 100
C= 140
C= 100
C= 140
C= 150
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
Para tuberías de diámetro igual o inferior a 50 mm, Fair – Whipple:
𝑄1,751
𝐻𝑓 = 676,745 ∗ [ 4,753 ] ∗ 𝐿
𝐷
Siendo:
 𝐻𝑓 , pérdida de carga de carga contínua, en m.
 𝑄, Caudal en l/min.
 𝐷, diámetro interior en mm.
Salvo casos excepcionales que deberán ser justificados, la velocidad de
circulación del agua establecida para los caudales de diseño será cumplir lo
siguiente:
o La velocidad mínima no será menor de 0,60 m/s.
o La velocidad máxima admisible será de 3 m/s, pudiendo
alcanzar los 5 m/s si se justifica razonadamente.
Para el cálculo de la línea de gradiente hidráulica (LGH), se aplicará la
ecuación de Bernoulli.
𝑃1
𝑉12
𝑃2
𝑉22
𝑍1 + +
= 𝑍2 + +
+ 𝐻𝑓
𝛾 2∗𝑔
𝛾 2∗𝑔
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LINEA DE CONDUCCION
NIVEL
DINAMICO
ELEMENTO
CAPTACION
CAMARA DE REUNION
CRPT 06 N° 01
CRPT 06 N° 02
CRPT 06 N° 03
RESER V:40 M3
LONGITUD
(KM)
Q= 2.52 lps
CAUDAL PENDIENTE DIAMETR
DIAM.
DEL TRAMO
S
O (")
COMERCIA
2,141.05
2,093.53
2,041.00
0.58
0.67
2.52
2.52
82.48
78.14
1.63
1.65
1,978.00
1,925.00
1,872.00
TOTAL =
3.23
0.82
0.86
6.157
2.52
2.52
2.52
19.50
64.83
61.66
2.19
1.71
1.73
3
3
3
''
''
''
3
3
''
''
VELOCIDAD
FLUJO
Hf
H
PRESION
PIEZOM.
COTA
PIEZO.SALIDA
1.76
1.71
2.46
2.87
2141.05
2138.59
2090.66
45.06
49.66
2141.05
2093.53
2041.00
0.81
1.55
1.51
13.79
3.49
3.67
2027.21
1974.51
1921.33
49.21
49.51
49.33
1978.00
1925.00
1872.00
RESERVORIO
Objeto
Fijar los parámetros de diseño para los reservorios, cuya función es suministrar
agua para consumo humano y disponer de un volumen adicional para suministro
en casos de emergencia temporal de la fuente de abastecimiento y/o paralización
parcial de la planta de tratamiento.
Aspectos generales
El reservorio se diseñará para que funcione exclusivamente como reservorio de
cabecera. El reservorio se ubicará lo más próximo a la población, en la medida
de lo posible, y se ubicará en una cota topográfica que garantice la presión
mínima en el punto más favorable del sistema.
Será construido de tal manera que se garantice la calidad sanitaria del agua y la
total estanqueidad. El material a utilizar será ser el más apropiado para la zona,
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debiendo realizar un estudio de alternativas teniendo en cuenta distintos tipos de
materiales (concreto, ferrocemento, plásticos, metálicos, fibra de vidrio, etc.) así
como el costo del traslado y la facilidad del transporte, entre otros factores.
El reservorio será cubierto, de tipo enterrado, apoyado o elevado. Se protegerá
el perímetro mediante cerco perimetral. El reservorio dispondrá de tapa sanitaria
para acceso personal y herramientas.
Criterios de diseño
El volumen de almacenamiento será del 25% de la demanda diario promedio
anual (𝑄𝑝 ), siempre que elsuministro de agua de la fuente sea continui. Si el
suministro es continuo, la capacidad será como mínimo del 30% de 𝑄𝑝 .
Se aplicará los siguientes criterios:



Dispondrá de una tubería de entrada, una tubería de salida, una
tubería de reboso, así como una tubería de limpia. Todas ellas
serán independientes y estarán provistas de los dispositivos de
interrupción necesarios.
 La tubería de entrada dispondrá de un mecanismo de
regulación del llenado, generalmente una válvula de
flotador.
 La tubería de salida dispondrá de una canastilla y el punto
de toma se situará 10 cm por encima de la solera para
evitar la entrada de sedimentos.
 La embocadura de las tuberías de entrada y salida deben
estar en posición opuesta para forzar la circulación del
agua dentro del mismo.
 El diámetro de la tubería de limpia debe permitir el vaciado
en 2 horas.
Dispondrá de una tubería de rebose, conectada a la tubería de
limpia, para la libre descarga del exceso de caudal en cualquier
momento. Tendrá capacidad para evacuar el máximo caudal
entrante.
Se instalará una tubería o by – pass, con dispositivo de
interrupción, que conecte las tuberías de entrada y salida, pero en
el diseño deberá preverse sistemas de reducción de presión
antes o después del reservorio con el fin de evitar sobre
presiones en la distribución. No se conectará el by – pass por
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








periodos largos de tiempo, dado que el agua que se suministra no
está clorada.
La losa de fondo del reservorio se situará a cota superior a la
tubería de limpia y siempre con una pendiente mínima del 1%
hacia ésta o punto dispuesto.
El reservorio será cubierto y dispondrá de lámina de
impermeabilización sobre cubierta.
Los materiales de construcción e impermeabilización interior
cumplirán los requerimientos de productos en contacto con el agua
para consumo humano. Deberán contar con certificación NSF 61 o
similar en país de origen.
Se debe garantizar la absoluta estanqueidad del reservorio. Se
podrán diseñar en concreto armado o ferrocemento o bien, podrán
ser prefabricados de material metálicos, fibra de vidrio o plásticos
(HDPE, PRFV o PVC).
El reservorio se proyectará cerrado. Los accesos al interior del
reservorio y a la cámara de válvulas dispondrán de puertas o tapas
con cerradura.
Las tuberías de ventilación del reservorio serán de dimensiones
reducida para impedir el acceso a hombres y animales y se
protegerán mediante rejillas que dificulten la introducción de
sustancias en el interior del reservorio.
Para que la renovación del aire sea lo más completa posible,
conviene que la distancia del nivel máximo de agua a la parte
inferior de la cubierta sea la menor posible, pero no inferior a 30 cm
a efectos de la concentración de cloro.
Se protegerá el perímetro del reservorio mediante cerramiento de
fábrica o de valla metálica hasta una altura mínima de 2,20 m, con
puerta de acceso controlado mediante cerradura.
Es necesario disponer una entrada practicable al reservorio, con
posibilidad de acceso de materiales y herramientas. El acceso al
interior de be realizarse mediante escaleras de peldaños anclados
al muro de recinto (inoxidable o de polipropileno con fijación
mecánica reforzada con epoxi).
Recomendaciones
Solo se usará el by – pass para operaciones de mantenimiento de corta
duración, porque al no pasar el agua por el reservorio no se desinfecta.
En las tuberías que atraviesen los muros del reservorio se recomienda la
instalación de una brida rompe – aguas empotrado en el muro y sellado
mediante una impermeabilización que asegure la estanquidad del agua
con el exterior.
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La tubería de entrada dispondrá de un grifo que permita la extracción de
muestras para el análisis de la calidad del agua.
Se recomienda la instalación de dispositivos medidores de volumen
(contadores) para el registro de los caudales de entrada y de salida, así
como dispositivos eléctricos de control del nivel del agua. Como en zonas
rurales es probable que no se cuente con suministro de energía eléctrica,
los medidores en la medida de lo posible deben llevar baterías de larga
duración, como mínimo para 5 años.
DESINFECCIÓN
Objeto
La desinfección tiene por objetivo eliminar los agentes patógenos del agua
y establecer una barrera protectora contra los gérmenes dañinos para la
salud humana.
Aspectos generales
Todo sistema de abastecimiento de agua contará con el equipamiento y
los accesorios necesarios para la desinfección del agua.
La desinfección se realizará obligatoriamente en el reservorio, ya sea este
a nivel de una solución convencional o no convencional en cuyo caso el
reservorio sea a nivel domiciliario.
Los escenarios de desinfección serán los siguientes:

Soluciones no convencionales




N1: Desinfección doméstica.
N2: Desinfección doméstica.
N3: Desinfección doméstica.
N4: Desinfección doméstica.
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAEN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
CALCULO DEL VOLUMEN DEL RESERVORIO
A.- POBLACION ACTUAL
B.- TASA DE CRECIMIENTO (%)
C.- PERIODO DE DISEÑO (AÑOS)
D.- POBLACION FUTURA
Pf = Po * ( 1+ r*t/100 )
1,595
0.90%
20.00
1,882
E.- DOTACION (LT/HAB/DIA)
F.- CONSUMO PROMEDIO ANUAL (LT/SEG)
Q = Pob .* Dot./86,400
80.00
1.94
G.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)
Qmd = 1.30 * Q
H.- CAUDAL DE LA FUENTE (LT/SEG)
I.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)
V = 0.20 * Qmd *86400/1000
2.52
A UTILIZAR :
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
33.56
40.00
UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAEN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
DISEÑO HIDRAULICO Y ESTRUCTURAL DE RESERVORIO DE ALMACENAMIENTO
PROYECTO
LUGAR
MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE AGUA Y ALCANTARILLADO EN SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA,
DISTRITO DE SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO - CAJAMARCA
DISTRITO DE SANTO DOMINGO DE LA CAPILLA - CUTERVO - CAJAMARCA
DATOS:
Volumen del Reservorio, considerando el 25% de Qm:
40.00 m3
Con el Valor del volumen (V) se define un reservorio de sección cuadrada cuyas dimensiones son:
TAPA
BL
NIVEL DE AGUA
h
H
b
Altura de agua:
Ancho de la Pared:
Bordo libre:
Altura total:
h =
b =
B.L. =
H =
2.25 m
4.20 m
0.25 m
2.50 m
DISEÑO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO:
Para el diseño estructural del reservorio, se utilizará el método Portland Cement Association, que determina momentos y
fuerzas cortantes como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la teoría de "Plates and
Shells de Timoshenco, donde se consideran la partes empotradas entre si.
En los reservorios apoyados o superficiales, típicos para poblaciones rurales, se utiliza preferentemente la condición
que considera la tapa libre y el fondo empotrado. Para este caso cuando actúa solo el empuje del agua, la presión en
el borde es cero y la presión máxima (P), ocurre en la base.
P = Ya x h
Donde:
Ya =
Yt =
Gt =
El empuje del agua es: V = Ya x h² x b/2
1000.00 Kg/m3 ; Peso especifico del agua
1816.00 Kg/cm3 ; Peso especifico del terreno
0.84 Kg/cm2 ; Capacidad Portante del terreno
del EMS
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE JAEN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
A.- CALCULO DE MOMENTOS Y ESPESOR (E):
PAREDES: El calculo se realiza cuando el reservorio se encuentra lleno y sujeto a la presión de agua.
Relación :
b/h =
1.87
Para la relación b/h, se presentan los coeficientes (K) para el calculo de los momentos, en una relación b/h3.00
Por ser la más cercana al valor cálculado.
b/h
x/h
Y=0
Mx
0
1/4
1/2
3/4
1
3.00
Y = b/4
My
0.000
0.010
0.050
-0.033
-0.126
Los momentos se determinan mediante la siguiente formula:
M = K x Ya x h3
Conocidos los datos se calcula:
Yax h³
=
0.025
0.019
0.010
-0.004
-0.025
11,390.63
Mx
Y = b/2
My
0.000
0.007
0.008
-0.018
-0.092
Mx
0.014
0.013
0.010
0.000
-0.018
0.000
-0.014
-0.011
-0.006
0.000
My
-0.082
-0.071
-0.055
-0.028
0.000
Kg
MOMENTOS (Kg-m) DEBIDO AL EMPUJE DEL AGUA
b/h
x/h
Y=0
Mx
3.00
0
1/4
1/2
3/4
1
0.00
113.91
569.53
-375.89
-1435.22
Y = b/4
My
284.77
216.42
113.91
-45.56
-284.77
Mx
0.00
79.73
91.13
-205.03
-1047.94
Del cuadro anterior se obtiene el Máximo Momento Absoluto:
M =
ESPESOR DE LA PARED (e):
Se determina mediante la siguientes formula:
e = (6 x M/ (ft x b))½
Donde:
f'c =
210.00
Kg/cm²
ft =
12.32
Kg/cm²
b =
100.00
cm
Reemplazando valores se tiene:
e =
26.44
cm
Y = b/2
Mx
My
My
159.47
148.08
113.91
0.00
-205.03
1,435.22
0.00
-159.47
-125.30
-68.34
0.00
Kg-m
; Resistencia del concreto
; 0.85 x (f'c)½
Se asume e =
25.00
LOSA DE CUBIERTA:
La losa de cubierta, será considerada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus cuatro lados.
Espesor de la losa: E = (L + 2*e/2)/36
L=
4.20
m
E=
0.12
m
Se asume E =
0.15 m
Según el Reglamento Nacional de Construcciones para losas macizas en dos direcciones, cuándo la relación de las
dos es igual a la unidad, los momentos flexionantes en las fajas centrales son:
MA = MB = CWL². ..........(1)
Donde:
C = 0.036
METRADO DE CARGAS:
Peso Propio :
E x 2400 =
360.00 Kg/m²
Carga Viva :
=
1,150.00 Kg/m²
W =
1,510.00 Kg/m²
Reemplazando valores en la ecuación (1), se tiene:
MA = MB =
1,076.46 Kg-m
Conocidos los valores de los momentos, se calcula el espesor útil "d" mediante el método elástico: d = (M/Rb)½
Donde:
b =
420 cm
M=
1,076.46 Kg-m
R = 1/2 x fc x j x k
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
-934.03
-808.73
-626.48
-318.94
0.00
cm
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
DATOS DE DISEÑO:
FY =
f'c =
fc =
Fs =
Es =
Ec = 15000x(f'c)½
n = Es/Ec
k = 1/(1+fs/(n x fc))
j = 1 - k/3
R =
d =
Recubrimiento:
4,200.00
210.00
79.00
1,400.00
2,100,000.00
217,370.65
9.66
0.35
0.88
12.30
4.57
3.00
Kg/cm²
Kg/cm²
Kg/cm²
Kg/cm²
; Resistencia del acero
; Resistencia del concreto
cm
cm
El espesor total (e), considerando un recubrimiento de 3 cm., será igual a:
Siendo menor que el espesor mínimo encontrado:
e =
Para el diseño se considera:
d = e - recub. =
7.57
15.00
12.00
cm
cm
cm
LOSA DE FONDO:
Asumiendo el espesor de la losa de fondo en 0.20 m. Y conocida la altura de agua, el valor de P será:
Peso propio del agua:
h x Ya
=
2,250.00 Kg/m²
Peso del concreto:
e x Yconc. =
360.00 Kg/m²
W =
2,610.00 Kg/m²
La losa de fondo será analizada como una placa flexible y no como una placa rígida, debido a que el espesor es pequeño
en relación a la longitud; además se considerara apoyada en un medio cuya rigidez aumenta con el empotramiento. Dicha
placa estará empotrada en los bordes.
Debido a la acción de las cargas verticales actuantes para una luz interna de:
L =
4.20
m, se originan los siguientes momentos:
MOMENTO DE EMPOTRAMIENTO EN LOS EXTREMOS:
M = - W x L²/192 =
-239.79 Kg-m
MOMENTO EN EL CENTRO:
M = W x L²/384 =
119.90
Kg-m
Para losas planas rectangulares armadas con armaduras en dos direcciones, se recomienda los siguientes factores:
Para un momento en el centro:
0.0513
Para un momento de empotramiento:
0.5290
MOMENTOS FINALES:
Empotramiento: M (e) =
0.5290 x M =
-126.85 Kg-m
Centro:
M (c) =
0.0513 x M =
6.15 Kg-m
CHEQUEO DEL ESPESOR:
El espesor se calcula mediante el método elástico sin agrietamiento, considerando el máximo momento absoluto de los
momento finales obtenidos:
M =
126.85 Kg-m, con la siguiente relación:
e = (6M/(ft x b))½
Siendo:
f'c
=
210.00 Kg/cm²
ft = 0.85 x (f'c)½ =
12.32 cm
e
=
7.86 cm
Por lo tanto dicho valor es menor al asumido de 20 cm, y considerando un recubrimiento de 4 cm, resulta:
d = e + RECUBRIMIENTO
=
11.86 cm
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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B.- DISTRIBUCIÓN DE LA ARMADURA:
Para determinar el valor del área de acero de la armadura de la pared, de la losa de cubierta y de fondo, se considera la
siguiente relación:
AS = M/(fs x j x d)
Donde:
M ; Momento máximo absoluto en Kg-m
fs; Fatiga de trabajo en Kg/cm²
j ; Relación entre la distancia de la resultante de los esfuerzos de compresión al centro de gravedad
de los esfuerzos de tensión.
d ; Peralte efectivo en (cm).
B.1.- DISTRIBUCIÓN DE LA ARMADURA EN LA PARED:
Para la armadura vertical, resulta un momento:
Mx =
-1435.22 Kg-m
Para la armadura horizontal el momento:
My =
-934.03 Kg-m
Para resistir los momentos originados por la presión del agua y tener una distribución de la armadura, se considera:
fs =
900.00 Kg/cm²
n =
9.00
fc =
79.00 Kg/cm²
e =
25.00 cm
Recubrimiento
=
7.00 cm
Peralte efectivo (d) =
18.00 cm
FY =
4,200.00 Kg/cm²
f'c =
210.00 Kg/cm²
k =1/1+fs/(n x fc)
0.441
j = 1 - k/3
0.853
Asmin=
3.75 cm²
Acero mínimo: 0.0015 x b x e
As V = M/(fs*j*d)
10.39 cm²
como:
AsV > Asmin; el area de acero es el adecuado =
Se usara acero de diámetro:
1/2
1.27 cm²
Espaciamiento:
1/2 @
15.00 cm
(ACERO VERTICAL)
AsH = M/(fs*j*d)
6.76 cm²
como:
AsH > Asmin; el area de acero es el adecuado =
Se usara acero de diámetro:
1/2
1.27 cm²
Espaciamiento:
1/2 @
18.00 cm
(ACERO HORIZONTAL)
B.2.- DISTRIBUCIÓN DE LA ARMADURA EN LA LOSA DE CUBIERTA:
Para este caso, se considera el momento en el centro:
Mdis =
1,076.46 Kg-m
fs =
1,400.00 Kg/cm²
n =
9.00
fc =
79.00 Kg/cm²
FY =
4,200.00 Kg/cm²
f'c =
210.00 Kg/cm²
k = 1/1+fs/(n x fc)
0.34
j = 1 - k/3
0.89
e =
15.00 cm
Recubrimiento
r =
5.00 cm
d =e-r =
10.00 cm
Asmin=
As = M/(fs*j*d)
cm²
Acero mínimo: 14 x b x e/FY
cm²
como:
As > Asmin; el area de acero es el adecuado =
Se usara acero de diámetro:
1/2
1.27 cm²
Espaciamiento:
1/2 @
14.00 cm
se asume:
10.39
cm²
15.00 cm
6.76
cm²
20.00 cm
5.00
8.66
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
8.66 cm²
15.00 cm
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B.3.- DISTRIBUCIÓN DE LA ARMADURA EN LA LOSA DE FONDO:
Como en el caso del calculo de la armadura de la pared, en la losa de fondo se considera un máximo momento
absoluto de Mab :
126.85 Kg-m
fs
=
900.00 Kg/cm²
n =
9.00
fc =
79.00 Kg/cm²
FY =
4200.00 Kg/cm²
f'c =
210.00 Kg/cm²
k =1/1+fs/(n x fc)
0.44
j = 1 - k/3
0.85
e =
27.00 cm
Recubrimiento r =
5.00 cm
d =e-r =
22.00 cm
Asmin=
As = M/(fs*j*d)
4.59
0.75
cm²
Acero mínimo: 0.0017 x b x e
cm²
como:
As < Asmin; usar acero mínimo =
Se usara acero de diámetro:
3/8
0.95 cm²
Espaciamiento:
3/8 @
20.00 cm
4.59 cm²
C . - CHEQUEO PO ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA:
El chequeo por esfuerzo cortante tiene la finalidad de verificar si la estructura requiere estribos o no; y el chequeo por
adherencia sirve para verificar si existe una perfecta adhesión entre el concreto y el acero de refuerzo.
C.1.- CHEQUEO DE LA PARED:
Esfuerzo cortante:
La fuerza cortante total máxima (V), será =
Ya x h² /2 =
2,531.25 Kg
Esfuerzo cortante Nominal (v):
v = V/(j x b x d) =
1.65 Kg
El esfuerzo permisible nominal en los muros, no excederá a:
Vmax =
0.02 x f'c =
4.20 Kg/cm²
Como Vmax > v ======> las dimensiones del muro por corte, satisfacen las condiciones de diseño
ADHERENCIA:
Para elementos sujetos a flexión, el esfuerzo de adherencia en cualquier punto de la sección se calcula mediante:
u = V /(Adh x j x d) =
Adh = perímetro de la varilla de fierro x Numero de varillas
Para Ø 1/2" =
4.00
Espaciamiento
Ø 1/2"
= @
15.00
N° varillas = 6.67
u =
6.18 Kg/cm²
El esfuerzo permisible por adherencia (umax) es:
umax = 0.05 x f'c =
10.50 Kg/cm²
OK
Como umax > u ======> las dimensiones del muro por adherencia, satisfacen las condiciones de diseño
cm
C.2.- CHEQUEO DE LA LOSA DE CUBIERTA:
Esfuerzo cortante:
La fuerza cortante total máxima (V), será =
W x S/3
2,114.00 Kg
Esfuerzo cortante Nominal (v):
v = V/(b x d) =
0.42 Kg
El máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) es:
Vmax =
0.29x(f'c)½ =
4.20 Kg/cm²
Como Vmax > v ======> las dimensiones de la losa por corte, satisfacen las condiciones de diseño
ADHERENCIA:
u = V /(Adh x j x d) =
Adh = perímetro de la varilla de fierro x Numero de varillas
Para Ø1/2" =
4.00 cm
Espaciamiento =Ø 1/2" @
15.00
N° varillas = 6.67
u =
8.93 Kg/cm²
El esfuerzo permisible por adherencia (umax) es:
umax = 0.05 x f'c =
10.50 Kg/cm²
OK
Como umax > u ======> las dimensiones de la losa de cubierta por adherencia, satisfacen las condiciones de diseño
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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LINEA DE ADUCCIÓN
LINEA DE ADUCCION
ELEMENTO
RESER V:40 M3
CRPT 07 N° 01
NIVEL
DINAMICO
1,872.00
1802.00
TOTAL
LONGITUD
(KM)
NIVEL
DINAMICO
1,872.00
LONGITUD
(KM)
1.938
1.938
LINEA DE ADUCCION
ELEMENTO
RESER V:40 M3
CRPT07 N° 01 KM
(00+024.06)
CARR.
MARGINAL
KM
(00+460)CARR.
MARGINAL
KM
(00+900)CARR.
MARGINAL
KM
(01+060)CARR.
MARGINAL
VP N° 01
Q= 3.88 lps
CAUDAL PENDIENTE DIAMETR DIAM.COM
DEL TRAMO
S
O (")
ERCIAL
3.88
36.12
2.27
Q= 3.88 lps
CAUDAL PENDIENTE DIAMETR
DEL TRAMO
S
O (")
3
''
DIAM.COM
ERCIAL
VELOCIDAD
FLUJO
Hf
0.85
20.85
VELOCIDAD
FLUJO
Hf
H
PRESION
PIEZOM.
1851.15
49.15
H
PRESION
PIEZOM.
COTA
PIEZO.SALIDA
1872.00
1802.00
COTA
PIEZO.SALIDA
1872.00
1802.00
1.938
3.88
36.12
2.27
3
''
0.85
20.85
1851.15
49.15
1802.00
1784.28
0.436
3.88
40.66
2.21
3
''
0.85
4.69
1797.31
13.03
1784.28
1764.11
0.876
0.55
43.26
1.04
1 1/2''
0.48
7.36
1794.64
30.53
1764.11
1749.32
1.036
0.12
50.86
0.57
3/4''
0.43
15.74
1786.26
36.94
1749.32
1741.80
1.111
0.05
54.18
0.40
1/2''
0.38
22.33
1779.67
37.87
1741.80
TOTAL
1,135.150
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
REDES DE DISTRIBUCION
Aspectos generales
Para la red de distribución se cumplirá lo siguiente:



Los diámetros mínimos de las tuberías principales para redes cerradas deben
ser de 25mm (1”), y en redes abiertas, se admite un diámetro de 20 mm (3/4”)
para ramales.
En los cruces de tuberías no se permitirá la instalación de accesorios en forma
de cruz y se realizarán siempre mediante piezas en tee de modo que forme el
tramo recto la tubería de mayor diámetro. Los diámetros de los accesorios en
tee, siempre que existan comercialmente, se corresponderán con los de las
tuberías que unen, de forma que sea necesario intercalar reducciones.
La red de tuberías de abastecimiento de agua para consumo humano debe
discurrir, siempre a cota superior a otras redes que pudieran existir de aguas
grises o negras, electricidad o teléfono.
Caudales de Diseño
Las redes de distribución se diseñarán para el caudal máximo horario (Qmh).
Velocidades admisibles
Para la red de distribución se deberá cumplir los siguiente:


La velocidad mínima no será menor a 0,60 m/s. En ningún caso podrá ser inferior
a 0,30 m/s.
La velocidad máxima admisible será de 3 m/s.
Trazado
El trazado de la red se ubicará preferentemente en terrenos públicos siempre que sea
posible y se evitarán terrenos vulnerables.
Materiales
En general se recomienda el empleo de tuberías de material de polímeros plásticos, a
fin de minimizar las fugas y condiciones de intemperismo, salvo en tramos aéreos o no
enterrados, en los que se podrán usar como protección, tuberías de fierro fundido dúctil,
galvanizadas o de acero, convenientemente ancladas.
Todas las tuberías y accesorios contarán con uniones tipo espiga-campana en PVC y
por electrofusión en HDPE, empleándose uniones bridadas solo en situaciones
especiales, como en conexiones en las que sea previsible el desmontaje de elementos,
cuando existan esfuerzos a tracción, por ejemplo, si existen fuertes pendientes
longitudinales, o cuando no se quieran disponer macizos de anclaje.
Presiones de servicio
Para la red de distribución se deberá cumplir lo siguiente:


La presión mínima de servicio en cualquier punto de la red o línea de
alimentación de agua no será menor de 5 m.c.a.
La presión estática no será mayor de 60 m.c.a.
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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
De ser necesario, a fin de conseguir las presiones señaladas se considerará el
uso de cámaras de distribución de caudal y reservorios de cabecera, a fin de
sectorizar las zonas de presión.
Criterios de diseño
Existen dos tipos de redes:

Red ramificada: Constituida por tuberías que tienen la forma ramificada a partir
de una línea principal; aplicable a sistemas de menos de 30 conexiones
domiciliarias.
Red mallada o anillada: Son aquellas redes constituidas por tuberías
interconectadas formando circuitos cerrados o mallas. Cada tubería que una dos
nudos debe tener la posibilidad de ser seccionada y desaguada
independientemente, de forma que se pueda proceder a realizar una reparación
en ella sin afectar al resto de la malla. Para ello se dispondrán a la salida de los
dos nudos válvulas de corte.

El diámetro a utilizarse en la red o línea de alimentación será aquel que satisfaga las
condiciones hidráulicas que garanticen las presiones mínimas de servicio en la red.
Redes malladas
Para la determinación de los caudales en redes malladas se aplicará el método de la
densidad poblacional, en el que se distribuye el caudal total de la población entre los “i”
nudos proyectados.
El caudal en el nudo es:
𝑄𝑖 = 𝑄𝑝 ∗ 𝑃𝑖
Donde:


Caudal en el nudo “i” en l/s.
Caudal unitario poblacional en l/s-hab.
𝑄𝑖
𝑄𝑝
𝑄𝑝 =
𝑄𝑡
𝑃𝑡
Donde:
o
o

𝑃𝑖
𝑄𝑡
Caudal máximo horario en l/s.
𝑃𝑡
Población total del proyecto en hab.
Población de área de influencia del nudo “i” en hab.
Para en análisis hidráulico del sistema de distribución, podrá utilizarse el método de
Hardy Cross o cualquier otro equivalente.
El dimensionamiento de redes cerradas, estará controlado por dos condiciones:


El flujo total que llega a un nudo es igual al que sale.
La pérdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier camino, es siempre
la misma.
ABASTECIMIENTOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO
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Estas condiciones junto con las relaciones de flujo y pérdida de carga, nos dan sistemas
de ecuaciones, los cuales pueden ser resueltos por cualquiera de los métodos
matemáticos de balanceo.
En sistemas anillados se admitirán errores máximos de cierre:


De 0,10 m.c.a de pérdida de presión como máximo en cada malla y/o
simultáneamente debe cumplirse en todas las mallas.
De 0,01 l/s como máximo en cada malla y/o simultáneamente en todas las
mallas.
se recomienda el uso de un caudal mínimo de 0,10 l/s para el diseño de los ramales. La
presión de funcionamiento (OP) en cualquier punto de la red no descenderá por debajo
del 75% de la presión de diseño (DP) en ese punto.
Tanto en este caso como en las redes ramificadas, se adjuntará memoria de cálculo,
donde se detallen los diversos escenarios calculados:




Para caudal mínimo.
Caudal máximo.
Presión mínima.
Presión máxima.
Elementos de las Líneas
El diámetro mínimo será de 25 mm en redes malladas y 20 mm en ramificadas.
Se recomienda el empleo de tuberías de material de polímeros plásticos, salvo en
tramos aéreos o no enterrados, en los que se usarán tuberías de hierro fundido dúctil,
galvanizadas o de acero como protección de la tubería de agua, convenientemente
ancladas.
Se instalarán válvulas de aire en las cotas más elevadas y dispositivos de purga en las
cotas más bajas de la red y en donde se pudieran acumular sedimentos.
Se instalarán válvulas de interrupción o corte para sectorizar la red de manera que:


El número de válvulas sea el mínimo que permita una adecuada sectorización y
garantice el buen funcionamiento de la red de distribución de agua.
Las válvulas permitirán realizar las maniobras de reparación del sistema de
distribución de agua sin perjudicar el normal funcionamiento de otros sectores.
Se instalarán, cuando sea necesario, válvulas reductoras de presión, cuya función
principal es trabajar con la presión, no con caudal, puesto que reducen automáticamente
la presión aguas debajo de las mismas, hasta un valor prefijado.
Todas las válvulas contarán con cámara de válvulas o registro para fines de protección,
operación y mantenimiento. Las dimensiones de la cámara deberán permitir la operación
de herramientas y otros dispositivos alojados dentro de la misma.
Válvulas de interrupción
Son dispositivos hidromecánicos previstos para permitir o impedir, a voluntad, el
flujo de agua en una tubería.
Las más utilizadas son:
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Válvula de compuerta.
Válvula de mariposa (puede también emplearse, en determinados casos,
como Válvula de regulación).
Válvula de aguja.
Válvula de tipo globo en diámetros pequeños (puede también emplearse,
en determinados casos, como válvula de regulación).
Válvulas de compuerta
Las válvulas de compuerta se usan preferentemente en líneas de agua de
circulación ininterrumpida y poca caída de presión. Estas válvulas solo trabajan
abiertas o cerradas, nunca reguladas.
Las válvulas de compuerta serán de material metálico dúctil y resistente, de
asiento elástico, y cumplirán las siguientes normas:



NTP ISO 7259 1998. Válvulas de compuerta de fierro fundido
predominantemente operadas con llave para uso subterráneo.
NTP ISO 5996 2001. Válvulas de compuerta de fierro fundido.
NTP I350.112:2001. Válvulas de compuerta con asiento elástico para
sistemas de agua de consumo humano.
Se establecen las siguientes prescripciones técnicas adicionales para válvulas
de compuerta:





Presión normalizada: PN ≥1,0 MPa.
Tipo: De cierre elástico, eje de rosca interno y cuerpo sin acanaladuras.
Peso: Total (sección de paso a válvula abierta ≥ 90% de la sección para
el DN).
Accionamiento: Husillo de una pieza y corona mecanizada para
volante/actuador.
Instalación: Embridada o junta automática flexible.
Válvulas tipo globo
Las válvulas tipo globo permiten la regulación del flujo de agua, además del cierre
hermético cuando cuentan con un asiento flexible, y son las normalmente
empleadas en las conexiones domiciliarias.
Este tipo de válvulas tienen la ventaja de la regulación, pero la desventaja de
pérdidas de carga a tener en cuenta en los cálculos hidráulicos.
Válvulas de aire
Son dispositivos hidromecánicos previstos para efectuar automáticamente la
expulsión y entrada de aire a la conducción, necesarias para garantizar su
adecuada explotación y seguridad.
Las necesidades de entrada/salida de aire a las conducciones, son las
siguientes:


Evacuación de aire en el llenado o puesta en servicio de la conducción,
aducción e impulsión.
Admisión de aire en las operaciones de descarga o rotura de la
conducción, para evitar que se produzcan depresiones o vacío.
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
Expulsión continúa de las bolsas o burbujas de aire que aparecen en el
seno de flujo de agua por arrastre y desgasificación (purgado).
Según las funciones que realicen, podemos distinguir los siguientes tipos de
válvulas de aireación:



Purgadores: Eliminan en continuo las bolsas o burbujas de aire de la
conducción.
Ventosas
bifuncionales:
Realizan
automáticamente
la
evacuación/admisión de aire.
Ventosas trifuncionales: Realizan automáticamente las tres funciones
señaladas.
Los purgadores o ventosas serán de fundición dúctil, y deberán cumplir la norma
NTP 350.101 1997. Válvulas descargadoras de aire, de aire vacío y
combinaciones de válvulas de aire para servicios de agua.
Se establecen las siguientes prescripciones técnicas adicionales para las
ventosas:



Presión normalizada: PN ≥ 1,0 MPa.
Tipo: De triple, doble o simple función y de cuerpo simple o doble.
Instalación: Embridada sobre una derivación vertical con válvula de
aislamiento.
Para el correcto dimensionamiento de purgadores y ventosas se tendrán en
cuneta las especificaciones técnicas las especificaciones técnicas del fabricante
y las características propias de la instalación: longitud, presión y volumen de aire
a evacuar.
Con carácter general, salvo circunstancias especiales que aconsejen o requieran
de la adopción de otra solución distinta, para cubrir las funciones de aireación
requeridas en las conducciones, aducciones e impulsiones, se instalarán válvulas
de aire (ventosas de tipo bifuncional o trifuncional), principalmente en aquellas
zonas de difícil acceso para operaciones de mantenimiento y operación.
Se dispondrán válvulas de aire/purgas de aire en los siguientes puntos de la línea
de agua:






Puntos altos relativos de cada tramo de la línea de agua, para expulsar
aire mientras la instalación se está llenando y durante el funcionamiento
normal de la instalación, así como admitir aire durante el vaciado.
Cambios marcados de pendiente, aunque no correspondan a puntos altos
relativos.
Al principio y al final de tramos horizontales o con poca pendiente y en
intervalos de 400 a 800 m.
Aguas arriba de caudalímetros para evitar imprecisiones de medición
causadas por el aire atrapado.
En la descarga de una bomba, para la admisión y expulsión de aire en la
tubería de expulsión.
Aguas arriba de una válvula de retención en instalaciones con bombas
sumergidas, pozos profundos y bombas verticales.
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

En el punto más elevado de un sifón para la expulsión de aire, aunque
debe ir equipada con un dispositivo de comprobación de vacío que impida
la admisión de aire en la tubería.
A la salida de los reservorios por gravedad, después de la válvula de
interrupción.
Válvulas de purga
Consistirán, básicamente, en una derivación instalada sobre la tubería a
descargar, provista de una válvula de interrupción (compuerta o mariposa, según
diámetro), y un tramo de tubería hasta la red de alcantarillado o punto de desagüe
apropiado.
Con carácter general, todo tramo de las redes de aducción comprendido entre
ventosas consecutivas y todo polígono de las redes de distribución, deberá
disponer de uno o más desagües instalados en los puntos de inferior cota.
Siempre que sea posible los desagües acometerán a la red de alcantarillado o
en su defecto descargará en un pozo de percolación.
El dimensionamiento de los desagües se efectuará teniendo en cuenta las
características del tramo a desaguar: longitud, diámetro y desnivel; y las
limitaciones al vertido.
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Caja de válvula de control
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