diseño reservorios elevados

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GUAS PARA EL DISEO DE RESERVORIOS ELEVADOS DE AGUA POTABLE

Lima, 2005

OPS/CEPIS/05.160 UNATSABAR

Tabla de contenido Pgina 1. 2. 3. Objetivo ............................................................................................................... 3 Requisitos previos ................................................................................................ 3 Parmetros de diseo ........................................................................................... 3 3.1. Perodo de diseo ........................................................................................ 3 3.2. Dotacin de agua ......................................................................................... 4 3.3. Variaciones de consumo ............................................................................. 4 Reservorios de almacenamiento elevados ........................................................... 4 4.1. Tipos de reservorios de almacenamiento .................................................... 5 4.1.1. Reservorios de cabecera .................................................................. 5 4.1.2. Reservorios flotantes ....................................................................... 5 4.2. Capacidad del reservorio ............................................................................ 5 4.2.1. Determinacin del volumen de regulacin ..................................... 5 4.2.2. Reserva para emergencias por incendios ...................................... 10 4.2.3. Situaciones especiales ................................................................... 10 4.3. Ubicacin del reservorio ........................................................................... 11 4.4. Formas del reservorio ............................................................................... 11 4.4.1. Esfrica ......................................................................................... 11 4.4.2. Paraleleppedo ............................................................................... 12 4.4.3. Cilndricas ..................................................................................... 12 4.5. Diseo estructural del reservorio .............................................................. 12 4.5.1. Anlisis de reservorios circulares ................................................. 13 4.5.2. Reservorios elevados .................................................................... 14 4.5.3. Diseo de la cuba .......................................................................... 14 4.5.4. Tipos especiales de tanques elevados ........................................... 17 4.6. Accesorios ................................................................................................. 23 4.6.1. Tubera de entrada ........................................................................ 23 4.6.2. Tubera de paso directo (by-pass) ................................................. 23 4.6.3. Tubera de salida ........................................................................... 23 4.6.4. Tubera de limpieza ...................................................................... 23 4.6.5. Tubera de rebose .......................................................................... 23 4.6.6. Ventilacin .................................................................................... 24 4.6.7. Limitadores de nivel ..................................................................... 24 4.6.8. Medidor ......................................................................................... 24 4.6.9. Indicador de nivel ......................................................................... 24 4.7. Aspectos complementarios ....................................................................... 24 4.7.1. Borde libre .................................................................................... 24 4.7.2. Revestimiento interior ................................................................... 24 4.7.3. Boca de visita ................................................................................ 25 4.7.4. Escaleras ....................................................................................... 25 4.7.5. Proteccin contra la luz natural .................................................... 25 4.7.6. Cerco de proteccin ...................................................................... 25 Referencias ......................................................................................................... 25

4.

5.

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OPS/CEPIS/05.160 UNATSABAR

Guas para el diseo de reservorios elevados de agua potable 1. Objetivo

El presente documento tiene como objetivo fijar parmetros y establecer criterios, que sirvan como gua de diseo de los reservorios de almacenamiento elevados de agua potable para poblaciones rurales de 2000 a 10000 habitantes. 2. Requisitos previos

Los estudios bsicos, tcnicos y socioeconmicos, que deben ser realizados previamente al diseo de un reservorio de almacenamiento de agua, son los siguientes: 3. 3.1 Evaluacin del sistema del abastecimiento de agua existente. Determinacin de la poblacin a ser beneficiada: actual, al inicio del proyecto y al final del proyecto. Determinacin del consumo promedio de agua y sus variaciones. Estudio geolgico del lugar donde ser ubicado el reservorio, para determinar las posibles fallas geolgicas. Estudios geotcnicos para determinar las condiciones y estabilidad del suelo del lugar de emplazamiento del reservorio. Levantamiento topogrfico. Parmetros de diseo Periodo de diseo Considerando los siguientes factores: Vida til de la estructura de almacenamiento. Grado de dificultad para realizar la ampliacin de la infraestructura. Crecimiento poblacional. Economa de escala. Es recomendable adoptar los siguientes periodos de diseo: Reservorio de almacenamiento Equipos de bombeo Tubera de impulsin : : : 20 aos. 10 aos. 20 aos.

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3.2

Dotacin de agua

La dotacin promedio diaria anual por habitante se fijar en base a un estudio de consumo tcnicamente justificado sustentado en informaciones estadsticas. Si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecucin, podr tomarse como valores gua, los valores que se indican a continuacin, teniendo en cuenta la zona geogrfica, clima, hbitos, costumbres y niveles de servicio a alcanzar: a) Costa : 50 60 lt/hab/da b) Sierra : 40 50 lt/hab/da c) Selva : 60 - 70 lt/hab/da En el caso de adoptarse sistema de abastecimiento de agua potable a travs de piletas pblicas la dotacin ser de 20 - 40 l/h/d. De acuerdo a las caractersticas socioeconmicas, culturales, densidad poblacional, y condiciones tcnicas que permitan en el futuro la implementacin de un sistema de saneamiento a travs de redes, se utilizarn dotaciones de hasta 100 lt/hab/da 3.3 Variaciones de consumo

Es recomendable asumir los siguientes coeficientes de variacin de consumo, referidos al promedio diario anual de las demandas: Para el consumo mximo diario, se considerar un valor de 1,3 veces el consumo promedio diario anual. Para el consumo mximo horario, se considerar un valor de 2 veces el consumo promedio diario anual.

Para el caudal de bombeo se considerar un valor de 24/N veces el consumo mximo diario, siendo N el nmero de horas de bombeo. 4. Reservorios de almacenamiento elevados

Los reservorios elevados son estanques de almacenamiento de agua que se encuentran por encima del nivel del terreno natural y son soportados por columnas y pilotes o por paredes. Desempean un rol importante en los sistemas de distribucin de agua, tanto desde el punto de vista econmico, as como del funcionamiento hidrulico del sistema y del mantenimiento de un servicio eficiente. Los reservorios elevados en las zonas rurales cumplen dos propsitos fundamentales:

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4.1

Compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el da. Mantener las presiones de servicio en la red de distribucin. Tipos de reservorios de almacenamiento Considerando el tipo de alimentacin los reservorios elevados son de dos tipos:

4.1.1

Reservorios de cabecera

Se alimentan directamente de la fuente o planta de tratamiento mediante gravedad o bombeo. Causa una variacin relativamente grande de la presin en las zonas extremas de la red de distribucin (vase figura 1). 4.1.2 Reservorios flotantes

Se ubican en la parte ms alejada de la red de distribucin con relacin a la captacin o planta de tratamiento, se alimentan por gravedad o por bombeo. Almacena agua en las horas de menor consumo y auxilia el abastecimiento de la ciudad durante las horas de mayor consumo (vase figura 1). La experiencia en nuestro pas ha demostrado que estos reservorios tienen un funcionamiento hidrulico deficiente, ya que dada las condiciones de operacin de la red de distribucin, durante el da no se llenan mas que en la noche, incumpliendo su rol de regulador de presin. Por este motivo no es recomendable su empleo en el medio rural. 4.2 Capacidad del reservorio

La capacidad del almacenamiento de un reservorio en el medio rural es funcin, principalmente, del volumen de regulacin para atender las variaciones del consumo de la poblacin. 4.2.1 Determinacin del volumen de regulacin Los reservorios deben permitir que las demandas mximas que se producen en el consumo sean satisfechas cabalmente, al igual que cualquier variacin en los consumos registrados en las 24 horas del da, proveyendo presiones adecuadas en la red de distribucin. Los reservorios tienen la funcin de almacenar el agua sobrante cuando el caudal de consumo sea menor que el de abastecimiento y aportar la diferencia entre ambos cuando sea mayor el de consumo. La capacidad as requerida se denominar de regulacin o de capacidad mnima. Para determinar el volumen de regulacin

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