Abastecimiento de

agua potable

In

ge

nie

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S

an

ita

ria

Presentación del ingeniero: Guillermo Vásquez R. Docente Universidad César Vallejo gvr_03@hotmail.com

Infraestructura de agua potable

OBJETIVO: Suministrar agua para consumo humano a través del sistema de abastecimiento, manteniendo condiciones adecuadas de presión y continuidad del servicio.

Esquema típico de un sistema de abastecimiento de agua potable

Esquema convencional de agua potable

Cualquier sistema de abastecimiento de agua a una comunidad, por rudimentario que sea, consta de los siguientes elementos: Fuente de abastecimiento. Obras de captación. Obras de conducción. Tratamiento de agua. Almacenamiento. Distribución.

Infraestructura de agua potable

Captación Tipo Barraje

Río

Canal de

Conducción Desarenador

Reservorio Elevado

Pozo-1

Pozo-2

Cámara de Reunión

Reservorio Apoyado

Galerías

Línea de

Conducción

Línea de Impulsión

Red de Distribución

Red de

Distribución Planta Potabilizadora

Cisterna

Manantial

Línea de Aducción

Válvula Reductora de Presión

Línea de Impulsión

Línea de

Conducción

SISTEMA DE

AGUA POTABLE

Conexión domiciliaria

Conexión domiciliaria

Fuentes de abastecimiento La fuente de abastecimiento de agua puede ser superficial,

como en los casos de ríos, lagos, embalses o incluso aguas

lluvias, o de aguas subterráneas superficiales o profundas. La

elección del tipo de abastecimiento depende factores tales

como localización, calidad y cantidad.

Obras de captación El tipo de estructura utilizada para la captación del agua

depende en primer lugar del tipo de fuente de abastecimiento

utilizado. En general, en los casos de captación de agua

superficial se habla de “bocatomas”, mientras que la captación

de aguas subterráneas se hace por medio de “pozos”.

Captación de agua superficial

El diseño debe basarse en registros de calidad de agua de por lo menos un ciclo hidrológico. En caso de que dichos registros no existan, el diseño se basará en el estudio de los meses más críticos.

Captación de agua subterránea Manantiales

Un manantial es una fuente natural de agua que brota de la tierra o entre las rocas. Se origina por la filtración de aguas a través del terreno y emerge en otro punto de menor altitud.

Captación de agua subterránea Pozos

Los pozos se perforan con el fin de utilizar el agua del subsuelo. Los pozos para abastecimiento urbano, utilizan equipos de bombeo especiales para extraer el agua.

Obras de conducción

En un proyecto existen numerosas conducciones de agua

entre diferentes puntos, como por ejemplo bocatoma-

desarenador, desarenador-tanque de almacenamiento y línea

matriz. Hidráulicamente estas conducciones pueden ser de

diferentes formas, dependiendo de la topografía y la longitud

de las mismas. Estas conducciones son generalmente por

tuberías a presión o por gravedad, por canales rectangulares o

trapeciales abiertos o cerrados.

Tratamiento de agua En la actualidad ninguna clase de agua en su estado natural es

apta para el consumo humano; además, siempre se requerirá

un tratamiento mínimo de cloración con el fin de prevenir la

contaminación con organismos patógenos durante la

conducción del agua.

PLANTAS DE TRATAMIENTO CONVENCIONALES

PROCESOS DE

CLARIFICACIÓN

SEPARACIÓN DE

PARTÍCULASFLOCULACIÓNCOAGULACIÓN

SEDIMENTACIÓN FILTRACIÓN

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

TRATAMIENTO PRELIMINAR: Objetivo: Remoción de solidos gruesos • Rejillas • Desarenadores.

MEDIDOR DE CAUDAL • De canal abierto tipo Parshall

PROCESO DE TRATAMIENTO - COAGULACIÓN

LA COAGULACION Es el proceso de desestabilización química de partículas coloidales realizadas por adicción de un coagulante al agua, con el fin de que se cohesionen las partículas en suspensión.

Los coagulantes mas utilizados en el tratamiento del agua son: Sulfato de alúmina y Cloruro férrico. Cuando existe alta turbiedad en la fuente (ríos) se emplea polímeros (polielectrolitos)

MEZCLADOR HIDRAULICO

CANALETA PARSHALL

Adición de coagulante

PROCESO DE TRATAMIENTO - COAGULACIÓN

La prueba de jarras simula el proceso de coagulación floculación; permite ajustar el pH, hacer variaciones en las dosis de diferentes tipos de coagulantes que se añaden al agua cruda, alternar velocidades de mezclado y recrear a pequeña escala lo que se podría presentar en la PTAP.

FLOCULACIÓN Es el proceso hidrodinámico en el que se efectúan las colisiones de partículas desestabilizadas favoreciendo la cohesión entre ellas, logrando formar aglomerados de partículas coloidales (flóculos) que unidas entre sí alcanzan un peso que las hace sedimentables por gravedad.

PROCESO DE TRATAMIENTO - FLOCULACIÓN

El floculador es la estructura de tratamiento diseñada para crear condiciones adecuadas para aglomerar las partículas desestabilizadas

Floculador Hidráulico de Flujo Vertical

Floculador Hidráulico de Flujo Horizontal

LA SEDIMENTACION Es la operación que consiste en separar por gravedad las partículas en suspensión que se encuentran en el agua cruda debido a que tienen un peso específico mayor que el agua.

La sedimentación se realiza en estructuras donde el agua cruda se traslada de un punto a otro con movimiento uniforme y velocidad constante.

PROCESO DE TRATAMIENTO - SEDIMENTACIÓN

Sedimentador convencional

SEDIMENTADOR a) Zona de entrada Estructura hidráulica de transición, que permite una distribución uniforme del flujo dentro del sedimentador. b) Zona de sedimentación Consta de un canal rectangular con volumen, longitud y condiciones de flujo adecuados para que sedimenten las partículas. c) Zona de salida Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la finalidad de recolectar el efluente sin perturbar la sedimentación de las partículas depositadas. d) Zona de recolección de lodos Constituida por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados, y una tubería y válvula para su evacuación periódica.

a)

b)

c)

d)

Flujo de agua

Flujo de agua

Flujo de agua

LA FILTRACION Es un proceso cuyo objetivo es la remoción de partículas coloidales y suspendidas que se encuentran en el agua, mediante su flujo a través de lechos porosos de partículas sólidas para realizar la adherencia y posterior evacuación de las partículas a remover.

PROCESO DE TRATAMIENTO - FILTRACIÓN

TIPOS DE FILTROS HIDRÁULICOS Filtro lento: No tienen carga hidráulica. Cuando se colmata, se retira la capa superior de arena y se reemplaza por arena nueva o limpia. Filtros rápidos: Tienen una carga hidráulica Cuando se colmata (el lecho filtrante se carga de materias retenidas), se lava con agua filtrada en contracorriente.

PROCESO DE TRATAMIENTO - FILTRACIÓN

FILTRACIÓN - Importancia de la turbidez

M ezcla de fuentes

Decantador 1

Decantador 2

Decantador 3

Captación

Captación

Filtro 1

Filtro 2

Filtro 3

Filtro 4

Filtro 5

Desinfección

Te= 218 NTU

Te= 218 NTU

Te= 218 NTU

Ts= 21 NTUpH = 7.77

Conductividad = 1042

Rio PativilcaTurbiedad = 279 UNT

pH = 7.87 Unid.Conductividad = 330 Us/cmHora = 10:20 a.m.

Ts= 25 NTUpH = 7.63

Conductividad = 1056

Ts= 26.5 NTUpH = 7.67

Conductividad = 1047

Cl- = 1.8T = 0.80 UNT

pH = 7.83 Unid.Cond= 1064 uS/cm

Te= 24.2 NTU

Te= 24.2 NTU

Te= 24.2 NTU

Te= 24.2 NTU

Te= 24.2 NTU

Vinto Los MolinosTurbiedad = 1.1. UNT

pH = 7.53Unid.Conductividad = 2300 Us/cmHora = 10:20 a.m.

Turbiedad = 218 UNTpH = 7.64 Unid.

Conductividad = 1063 Us/cm

DESINFECCIÓN Es el proceso por el cual se realiza la cloración del agua filtrada para eliminar los microorganismos patógenos aún presentes en ella. La desinfección a través de la cloración es muy importante por su poder residual.

PROCESO DE TRATAMIENTO - DESINFECCIÓN

PROCESO DE TRATAMIENTO - DESINFECCIÓN

calcio

sodio

Plata

DESINFECTANTES

Permanganato de potasio

Yodo

Bromo

Ozono

Peróxido de hidrógeno

CLOROHipoclorito

Gas

Dióxido de cloro

Cloraminas

Demanda de cloro y punto de quiebre (break point) La cantidad de cloro que debe utilizarse para la desinfección del agua, se determina generalmente mediante el método de la demanda de cloro y del punto de quiebre (breakpoint).

DEMANDA DE CLORO

DESINFECCIÓN CON CLORO

ROL DE LA SUNASS EN LA DESINFECCIÓN

En 1996 la SUNASS inició el control de la desinfección. En 1998 solo 22 de 43 EPS cumplían con una adecuada desinfección (+ 80% de las muestras con cloro > a 0.5m/g/L). En el 2013 de 50 EPS 48 cumplían con la desinfección del agua (+ 99% de las muestras con cloro > a 0.5m/g/L). S/I Calca y Aguas del Altiplano.

INSTALACIONES ADICIONALES

ALMACEN DE INSUMOS QUÍMICOS LABORATORIO DE ANALISIS DE AGUA OFICINAS ADMINISTRATIVAS SERVICIOS HIGIENICOS GUARDIANÍA

Fuente de abastecimiento y Tratamiento del agua

Fuente de abastecimiento Captación Procesos Tipo de Plantas

PTAP Convencional

PTAP Técnología mejorada (CEPIS)

PTAP Patentadas (Degremont)

Pozos

Manatiales

Aguas Sub superficiales Galerías Filtrantes Desinfección

Agua de mar Caseta de captaciónOsmosis inversa y

desinfección

Aguas superficialesCaptación del río,

Lagos, Lagunas

Aguas Subterraneas

Procesos completos

de tratamiento

Desinfección

Planta de Tratamiento de Agua Potable de Lima La Atarjea

DESALINIZACIÓN DEL AGUA

Almacenamiento

Dado que el caudal de captación no es siempre constante y

que de el caudal demandado por la comunidad tampoco lo es,

es necesario almacenar agua en un tanque durante los

períodos en los que la demanda es menor que el suministro y

utilizarla en los períodos en que la comunidad demanda gran

cantidad del líquido.

RESERVORIOS DE ALMACENAMIENTO

OBJETIVO Son estructuras que permiten almacenar agua y proporcionar presión adecuada al servicio; regula (amortiguar) el consumo que se presenta en horas de máxima demanda.

Se utiliza también para almacenar agua contra incendios. TIPOS Apoyados: Son estructuras de almacenamiento que se construyen sobre el terreno, en las zonas de cotas (metros sobre el nivel del mar) elevadas respecto a la población.

Elevados: Son reservorios que se construyen sobre una estructura elevada del nivel del terreno en zonas de topografía plana.

RESERVORIOS DE ALMACENAMIENTO

LA PRESIÓN DEL SERVICIO SE BRINDA A TRAVÉS DE LOS RESERVORIOS

RESERVORIOS APOYADOS Y ELEVADOS

Distribución

La distribución de agua a la comunidad puede hacerse desde

la manera más simple que sería un suministro único por medio

de una pileta de agua, hasta su forma más compleja por medio

de una serie de tuberías o redes de distribución que llevan el

agua a cada domicilio.

REDES DE DISTRIBUCIÓN

Las redes de distribución están conformadas por el conjunto de tuberías y válvulas con la finalidad de abastecer de agua a la población, desde el reservorio de almacenamiento hasta la conexión domiciliaria del predio (límite de propiedad).

• Conjunto de tuberías y accesorios.

• Se divide por sectores de abastecimiento.

• La sectorización facilita la operación, control y mantenimiento.

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

SECTOR 103

SECTOR 105 SECTOR 108

ACCESORIOS DEL SIST. DE DISTRIBUCIÓN • Válvulas de control • Válvulas de Purga de Aire • Grifos Contra Incendio

CONEXIÓN DOMICILIARIA DE AGUA POTABLE

• Es el tramo de tubería que conecta la tubería de distribución con el predio.

• En la caja de conexión domiciliaria se instala el medidor.

ROL DE LA SUNASS EN LA MICROMEDICIÓN

ROL DE LA SUNASS EN LA MICROMEDICIÓN

SEDAPAL

Volumen de agua La determinación de la cantidad de agua que debe ser suministrada por el acueducto es la base del diseño de éste. Debido al hecho de que los sistemas de acueductos y alcantarillados están constituidos por estructuras relativamente grandes, tales como presas, plantas de tratamiento, conducciones, etc., los diseños deberán satisfacer las necesidades de la población durante un período suficientemente grande. Para cumplir con lo dicho se requiere estudiar factores tales como: Período de diseño. Población de diseño. Área de diseño. Hidrología de diseño. Usos del agua. Inversión de capital.

Periodo de Diseño Se entiende por período de diseño, en cualquier obra de la ingeniería civil, el número de años durante los cuales una obra determinada ha de prestar con eficiencia el servicio para el cual ha sido diseñada. Factores determinantes Los factores que intervienen en la selección del período de diseño son: Vida útil de las estructuras y equipo tomados en cuenta

obsolescencia, desgastes y daños. Ampliaciones futuras y planeación de las etapas de

construcción del proyecto. Cambios en el desarrollo social y económico de la población. Comportamiento hidráulico de las obras cuando éstas no

estén funcionando a su plena capacidad.

Periodos de diseño típicos de algunas

obras

A continuación se dan algunas guías de períodos de diseño utilizados a menudo en estructuras hidráulicas. Presas y grandes conducciones: 25 a 30 años. Pozos, sistemas de distribución, plantas de purificación de

aguas y plantas de tratamiento de aguas residuales.: Crecimiento bajo: 20 a 25 años Crecimiento alto: 10 a 15 años.

Tuberías con diámetros mayores de 12 pulgadas: 20 a 25 años.

Alcantarillados: 40 a 50 años

Periodo de Diseño (Numeral 1.2 de la Norma OS.100 del RNE)

Para proyectos de poblaciones o ciudades, así como paroyectos

de mejoramiento y/o ampliación de servicios en asentamientos

existentes, el periodo de diseño será fijado por el proyectista

utilizando un procedimiento que garantice los periodos óptimos

para cada componente de los sistemas.

Consumo de agua potable La dotación promedio diaria anual por habitante, se fijará en base a un estudio de consumos técnicamente justificado, sustentado en informaciones estadísticas comprobadas. Si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se considerará por lo menos para sistemas con conexiones domiciliarias una dotación de 180 l/h/d, en clima frío y de 220 l/h/d en clima templado y cálido. Para programas de vivienda con lotes de área menor o igual a 90 m2, las dotaciones serán de 120 l/h/d en clima frío y de 150 l/h/d en clima cálido y templado. Para sistemas de abastecimiento indirecto por susrtidores para camión cisterna o piletas públicas, se considerará una dotación entre 30 y 50 l/h/d respectivamente. Para habilitaciones de uso industrial deberá determinarse de acuerdo al uso en el proceso industrial, debidamente sustentado. Para habilitaciones de tipo comercial se aplicará la Norma IS.010 Instalaciones Sanitarias para Edificaciones.

Consumo de agua potable de conexiones

domiciliarias de categoría doméstica con servicio

de agua potable y alcantarillado

Fuente: Base comercial de EPS Semapach S.A.

Factores que determinan el consumo de

agua potable

Los principales factores que afectan el consumo de agua potable son: Precio del agua Ingresos económicos de la población Clima Educación respecto al uso racional del agua Calidad del agua suministrada Presión en la red de distribución Uso del agua (doméstico, comercial, industrial, estatal, social) Existencia de red de alcantarillado

Población de diseño

La problemática urbana y rural de las comunidades, grandes o pequeñas, se encuentra estrechamente ligada a los factores de ocupación del espacio, mencionándose de manera destacada el fenómeno demográfico provocado por las corrientes migratorias. La planeación regional de las comunidades, contempla la problemática en asuntos de bienes y servicios, trascendiendo algunas veces los límites de la comunidad. En la planeación se toman en cuenta las proyecciones y pronósticos para determinar o predecir las necesidades futuras del suelo y recursos, basados en datos y tendencias históricas. La población es una de las medidas más importantes para las demandas de suelo, de bienes y servicios públicos; por lo tanto, su proyección y pronóstico son fundamentales en las etapas de desarrollo a mediano y largo plazo, en forma ordenada y reglamentada.

Previsión de la población

El crecimiento de las ciudades está sujeto a planes de desarrollo, basado principalmente en un Plan de Desarrollo Urbano. Para su crecimiento se consideran las zonas de reserva previstas para el desarrollo de la ciudad a corto, mediano y largo plazos. Consecuentemente para el caso del aprovisionamiento básico de saneamiento (agua potable, alcantarillado y tratamiento), es necesario conocer la dosificación de los usos del suelo, según los programas al respecto, para poder predecir la población a servir y diseñar la infraestructura de estos servicios con proyección futura. Generalmente los grandes usos del suelo son: habitacional (popular, media y residencial), industrial, comercial y equipamiento (servicios públicos).

Estimación de la población de diseño

Debido a que la población es siempre un factor relevante en la estimación futura del uso del agua, es necesario predecir de alguna manera, cual será el incremento de la misma en tiempos determinados. Las predicciones de la población son complejas y ciertamente las estimaciones pueden ser erróneas en cierto grado, que dependen de componentes o factores particulares que pueden alterar el desarrollo demográfico de la comunidad. Los factores a que se hace referencia son: los movimientos migratorios, nacimientos, defunciones, descubrimiento de nuevos recursos naturales, desarrollo de nuevas industrias, uso del suelo, incrementos en la esperanza de vida, entre otros; concluyendo que una evaluación de la evolución demográfica puede ser definida anticipadamente en forma precisa; y en donde hay que proceder con mucha cautela y aplicar la experiencia para decidir el método de predicción a usar.

Población de proyecto

Debido a que la población es siempre un factor relevante en la estimación futura del uso del agua, es necesario predecir de alguna manera, cual será el incremento de la misma en tiempos determinados. Las predicciones de la población son complejas y ciertamente las estimaciones pueden ser erróneas en cierto grado, que dependen de componentes o factores particulares que pueden alterar el desarrollo demográfico de la comunidad. Los factores a que se hace referencia son: los movimientos migratorios, nacimientos, defunciones, descubrimiento de nuevos recursos naturales, desarrollo de nuevas industrias, uso del suelo, incrementos en la esperanza de vida, entre otros; concluyendo que una evaluación de la evolución demográfica puede ser definida anticipadamente en forma precisa; y en donde hay que proceder con mucha cautela y aplicar la experiencia para decidir el método de predicción a usar.

Población de proyecto

La concentración de habitantes conforma núcleos de población, estableciéndose en poblaciones rurales o ciudades pequeñas, medianas o grandes.

El INEI define la población de proyecto como la cantidad de personas que se espera tener en una localidad al final del periodo de diseño del sistema de agua potable o alcantarillado.

Conviene anticipar la definición de periodo de diseño: es el intervalo de tiempo durante el cual se estima que la obra por construir llega a su nivel de saturación; este periodo debe ser menor que la vida útil.

Cuando los proyectos están bien definidos, por ejemplo, un fraccionamiento habitacional o una zona industrial, la población de proyecto se puede obtener fácilmente, y es función del uso o destino de la zona en estudio.

Los análisis se basan en los datos de censos anteriores incluyendo el último. Las estimaciones de población o de la población de un proyecto específico se obtienen aplicando métodos existentes para el cálculo de población en un tiempo deseado (intercensal o postcensal), aplicando la interpolación o extrapolación, según distintos modelos matemáticos

Métodos Los métodos pueden ser analíticos o gráficos.

La estimación y tendencia de la población se puede obtener a corto y largo plazo, se tienen que ajustar los cálculos a un solo método, procurando congruencia entre los factores anotados en apartado anterior con las limitaciones que cada uno de ellos conlleva.

Los métodos más usuales para la estimación de la población a futuro o de proyecto, son: Progresión aritmética Progresión geométrica Extensión gráfica de una curva Método de ajuste por Mínimos Cuadrados

Método de progresión aritmética

En este método se supone que el crecimiento es a una tasa constante para incrementos de tiempo iguales. La validez del método puede ser probada examinando el crecimiento de la comunidad para determinar si el incremento es igual al aumento ocurrido entre los censos recientes.

Para la expresión anterior P población futura P2 población en el último censo P1 población en el penúltimo censo t fecha para la que se busca la población futura t2 año del último censo t1 año del penúltimo censo

𝑃 = 𝑃2 +𝑃2−𝑃1

𝑡2−𝑡1𝑡 − 𝑡2 ……….(1)

Para calcular la tasa de variación (crecimiento) se utilizará la variación o incremento de la población con respecto al tiempo; se expresa como sigue:

que sustituida en la expresión (1), quedará:

siendo

KA constante para incremento de población en la unidad de tiempo

Método de progresión aritmética

𝐾𝐴 =∆𝑃

∆𝑡=

𝑃2 − 𝑃1

𝑡2 − 𝑡1 … … … … (1. 𝛼)

𝑃 = 𝑃2 + 𝐾𝐴 𝑡 − 𝑡2 ………..(2)

Método de progresión geométrica

La suposición es considerar una tasa de crecimiento uniforme asumiendo que la tasa de incremento es directamente proporcional al valor de la población. Se puede suponer que el crecimiento es semejante al de un capital colocado a interés compuesto. La fórmula de interés compuesto y adecuada para calcular la población es:

𝑃 = 𝑃2 1 + 𝑟 𝑛 …… (3) Donde P población futura P2 población en el último censo r tasa de crecimiento media anual intercensal n número de años considerados

Transformando la expresión ( 3 ) a su equivalente, queda:

Método de progresión geométrica

La tasa de crecimiento media anual se calcula con la siguiente expresión:

𝑟 =𝑃𝑓

𝑃0

1

𝑛− 1 100 ……(4)

Donde P población futura P2 población en el último censo r tasa de crecimiento media anual intercensal n número de años considerados

Transformando la expresión ( 3 ) a su equivalente, queda:

𝐿𝑜𝑔 𝑃 = Log 𝑃2 +𝐿𝑜𝑔𝑃2 − 𝐿𝑜𝑔𝑃1

𝑡2 − 𝑡1𝑡 − 𝑡2 … … … . (5)

Método de progresión geométrica

Donde los términos significan lo mismo que se anotaron en la expresión (1); la constante K se puede obtener partiendo de los datos registrados de la población, mediante la siguiente expresión.

Transformando la expresión ( 5 ) como sigue:

𝐿𝑜𝑔 𝑃 = Log 𝑃2 + 𝐾𝐺 𝑡 − 𝑡2 … … … . (5)

𝐾𝐺 =𝐿𝑜𝑔 𝑃2 − 𝐿𝑜𝑔 𝑃1

𝑡2 − 𝑡1 … … … … (5. 𝛼)

Extensión gráfica de una curva

Conocidos los datos de la población, estos se llevan a los ejes coordenados, en donde las ordenadas son los datos de la población y las abscisas las correspondientes fechas de esos datos. Los datos de población y su correspondiente fecha son puntos localizados en esta gráfica, que al unirse por medio de una línea se obtiene la curva representativa de la población en estudio; y para encontrar la población futura se prolonga la curva conforme a la tendencia de los dos últimos censos registrados hasta el tiempo futuro deseado. Así la población futura se encontrará en el eje de las ordenadas.

Método de ajuste por mínimos cuadrados

La población de proyecto se calcula ajustando los datos históricos de los censos anteriores, a una recta o a una curva de tal manera que los puntos que pertenecen a estas, sean lo más aproximado posible a los datos registrados. Se puede determinar la población de proyecto por medio de ajustes: lineal y no – lineal, considerando el modelo que mejor se ajuste a los datos de los censos. Se tienen que obtener constantes, conocidas como coeficientes de la regresión; estas constantes son: “a” y “b”. Para determinar que tan acertada fue la selección de la recta o la curva de ajuste de los censos, se obtiene un parámetro denominado coeficiente de correlación “r”, cuyo rango de variación es de – 1 a + 1.

Método de ajuste por mínimos cuadrados

Cuando el valor absoluto de “r” sea más próximo a 1, el modelo de ajuste correspondiente, deberá ser seleccionado. Los modelos de ajuste pueden ser: A. Lineales B. No – Lineales ( Exponencial, Logarítmico, Potencial) Estos modelos ajustan los datos históricos de la población según conformen una recta o una curva. Una vez obtenido el comportamiento histórico de los datos censales mediante un ajuste lineal o no – lineal, se puede calcular la población para cualquier año futuro “t”. Las expresiones características para obtener el valor de la población para cualquier año “t”, son las siguientes:

Caudales de diseño

Caudal promedio

Caudal máximo diario

Caudal máximo horario

𝑄𝑝 =𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑥 𝑑𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (

𝑙ℎ𝑎𝑏

𝑑)

86400

𝑄𝑚𝑑 = 𝑄𝑝𝑥𝐾1

𝑄𝑚ℎ = 𝑄𝑝𝑥𝐾2

* A los caudales de diseño deberá agregarse las pérdidas según la ubicación de la estructura.

Caudales de diseño

Caudal de bombeo en sistema de producción

𝑄𝑏 = 𝑄𝑚𝑑𝑥24

𝑁

Donde: N es el número de horas de bombeo

Coeficiente de variación diaria

Corresponde al consumo en el día de mayor incidencia, el cual puede ser el más caluroso o la mayor actividad local en el año, se le denomina consumo máximo diario y el rango de variación depende principalmente de las condiciones climáticas de la zona y de actividades o acontecimientos específicos. El RNE señala que se podrán considerar: Máximo anual de la demanda diaria: 1,3

Coeficiente de variación horaria

Se refiere a la variación de consumos durante el día, la cual se representa con grandes fluctuaciones dependiendo de la actividad de sus pobladores, de la magnitud de la localidad y el conjunto de recursos productivo. Dependiendo de las actividades básicas de la ciudad, el máximo valor puede producirse en las primeras horas de la mañana, al mediodía o en las primeras horas de la noche. Se le denomina consumo máximo horario. El RNE señala que se podrán considerar: Máximo anual de la demanda horario: 1,8 a 2,5 El mayor valor corresponde a pequeños centros poblados donde los hábitos del uso del agua son uniformes para todos los pobladores.

Pérdidas de agua

Las pérdidas de agua son la diferencia entre el volumen de entrada al sistema y el consumo autorizado. Éstas pueden considerarse como un volumen total para todo el sistema, o para sistemas parciales tales como las conducciones de agua cruda, de transporte o distribución. Las pérdidas de agua consisten en pérdidas técnicas y pérdidas comerciales.

Pérdidas técnicas de agua

Las pérdidas técnicas de agua corresponden a los volúmenes de agua que se pierden en las unidades del sistema como consecuencia de sus condiciones físicas u operacionales. Éstas pérdidas se producen principalmente en la planta de tratamiento y en la red de distribución. Éstas pérdidas pueden dividirse en: físicas y operacionales.

Pérdidas físicas de agua

Son los volúmenes de agua que se pierden en una etapa cualquiera del sistema de agua potable como consecuencia de fallas de la infraestructura instalada o por evaporación. Se manifiestan como fugas en las juntas de interconexión entre tuberías y elementos accesorios (piezas especiales, válvulas de control, válvulas de aire, medidores, grifos contra incendio, etc) y fugas por fisuras, roturas, filtraciones y goteos en las diversas unidades del sistema. Las pérdidas por evaporación más comúnes ocurren en los canales abiertos, en los estanques de almacenamiento y plantas de tratamiento.

Pérdidas físicas de agua

Las pérdidas físicas son función de varios factores sobre los cuales se puede o no ejercer acciones de control. Se destacan los siguientes: a) Presiones internas b) Calidad de los materiales y procesos constructivos c) Calidad del agua d) Raíces y roturas e) Siniestros que afectan a las tuberías f) Presiones externas g) Tipo de suelo

Pérdidas físicas de agua

Pérdidas operacionales de agua

Son los volúmenes de agua que se pierden por rebalse o desagües en una etapa cualquiera del sistema, como consecuencia de fallas en su control operacional y, por lo tanto, pueden ser evitadas.

Consumos operacionales

Corresponden a aquellos volúmenes que son desechados después de ser utilizados en el cumplimiento de una función operacional: lavado de unidades, desagüe o expulsión del aire atrapado en las tuberías. A pesar de corresponder a una parte del agua que no es comercializada, representa una pérdida inevitable para el eficiente funcionamiento del sistema y, por lo tanto, podrá ser excluida del volumen de pérdida total del sistema de agua potable.

Pérdidas comerciales de agua

Son los volúmenes de agua consumidos por los usuarios pero que no son registrados o estimados por la empresa y, por lo tanto, no son facturados y constituyen una pérdida de ingreso para la empresa. a) Pérdidas por errores de medición b) Pérdidas por ausencia de medición c) Pérdidas por consumo fraudulento d) Pérdidas por consumo de utilidad pública

Abastecimiento de

agua potable

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Presentación del ingeniero: Guillermo Vásquez R. Docente Universidad César Vallejo gvr_03@hotmail.com