tanques de regulacion
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Diseños de tanque de regulaciónTRANSCRIPT
29/07/2015
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CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA
POTABLE
Generalidades
• Consumo de agua no es cte.
• Varía con el t (hora del día)
• Suministro teórico es cte, en función del Qmaxdiario - es
necesario de un tanque regulador que amortigüe las
demandas horarias
Las dimensiones de un tanque regulador se determinan
para cumplir la siguientes Funciones:
•Compensar variaciones del consumo durante el día
•Reserva para casos de incendio
•Disponer de un v adicional para una emergencia
(accidentes, reparaciones o cortes de energía eléctrica)
•Presión adecuada a la red de distribución
CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA
POTABLE
Figura 1
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Los tanques pueden construirse:
Sobre el terreno (superficiales, enterrados o semi-enterrados), cuando
se cuenta un desnivel topográfico que permita el funcionamiento de la
red con presiones adecuadas
Cuando no se dispone de una topografía adecuada, se proyectará un
tanque elevado, tanque de succión y bombeo
CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA
POTABLE
Figura 2 y 3 Tanques de distribución Superficial y elevado
Características de diseño. Los tanques pueden ser:
• Cuadrados, circulares, rectangulares (no repercute desde el punto
de vista hidráulico)
• El material debe ser impermeable, proteger contra la corrosión
causada por el agua.
• Diseño estructural contemplará los empujes hidrostáticos, empujes
de tierra y flotación del mismo (cuando se encuentre desocupado)
• Alejado de toda fuente de contaminación: tuberías de alcantarillado
sanitario (30 – 45 m), pozos sépticos, letrinas o vertederos.
• Los tanques son de distribución cuando el agua llegue a este antes
de llegar a la población
Capacidad del tanque de distribución
La capacidad del tanque, o conjunto de tanques (grandes sistemas),
considerará:
• Volumen de regulación
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Volumen en caso de incendios
Volumen de reserva
El volumen de almacenamiento se calcula en base a los consumos de la población y su distribución horaria
Diseño del Volumen del Tanque Regulador
Cálculo analítico
Cálculo Grafico
Generalmente el diseño (analítica o gráfica) se hace por periodos de 24 horas (1 día)
Expresado como Qmax_d a través de hidrogramas, que se determinan estadísticamente.
Tomando en cuenta esta ley, el hidrograma de consumo de una población pequeña quedaría como se muestra en la figura No. 4
Figura 4
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Tabla 1
El cálculo se hace mediante una tabla como la que se presenta en la tabla 1,
considerando la figura 4, la ley de demanda o salida (consumo) la conocemos en
función de porcentajes horarios del caudal máximo diario (Qmax_d), en esta
misma forma se expresa la ley de entrada (suministro).
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Si la alimentación se efectúa sólo durante unas horas, se tendrá que aumentar los caudales de entrada para compensar las horas en que no haya alimentación y tener al final del día un total que corresponda al 2400 por ciento horario (100 por ciento durante las 24 horas).
En la tabla 2 se observa que bombeando de la fuente al tanque durante 8 horas, de 7:00 a 15:00 el porcentaje de suministro es:
Tabla 2.- Volumen de regulación para un suministro
de 8 horas al tanque
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El volumen del tanque será:
La fig. ilustra un tanque superficial alimentado por gravedad
Inicialmente la pendiente de la curva del suministro es menor que la
del consumo (déficit entre A y B)
De B a D, la pendiente del suministro es mayor que la del consumo
(sobrante de agua en este periodo)
TANQUE REGULADOR (DISEÑO GRAFICO)
A
Desde D, la
pendiente de la
curva de suministro
es menor que la del
consumo, hasta B
del día siguiente
(déficit).
B-B` máximo déficit
D-D` máximo exceso
Vol tan= BB`+DD`
El volum. Necesario
para regulación de
demanda puede ser
el 25% del Qmd
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CAPITULO 4. TANQUE REGULADOR
POBLACION DE
DISEÑO
(HAB)
VOLUMEN DE
REGULACION
(m3)
< 5000 30% Qmedio diario
> 5000 25% Qmedio diario
POBLACION DE
DISEÑO
(HAB)
VOLUMEN DE
EMERGENCIA
(m3)
< 5000 NO SE CONSIDERA
> 5000 25% Vreg
Volumen para atención de incendios
POBLACION DE
DISEÑO
(HAB)
VOLUMEN DE
REGULACIO CONTRA
INCENDIO (m3)
3000 - 5000 NO SE CONSIDERA
5000 - 20000
> 20000 Vi = m3
Volumen para Emergencias Volumen Total
VT = Vreg + Vi + VE
En m3
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Luego de obtener el volumen total del tanque se debe
realizar el pre-dimensionamiento, tomando en
consideración:
A mayor Prof, > costo de los muros perimetrales y menor
costo de placas de fondo y cubierta
A menor Prof, > costo de placas de fondo y cubierta y menor
costo de los muros perimetrales. Se puede usar la siguiente
relación empírica:
H = V + k
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Donde;
H = profundidad (m)
V = Volumen total (cientos de m3)
K = cte en función de la capacidad
Prof mín = 2m
Dimensionamiento del Tanque superficial
H = V + k
3
B = L = (VT/H)1/2
Donde;
H = profundidad (m) o altura de agua
V = Volumen total (cientos de m3)
K = cte en función de la capacidad
Prof mín = 2m
Hreg = Vreg/AxB
CnMin = CNmax - Hreg
Cfondo = CNmax – H
Ccorona = Cnmax + 0.5
Dimensionamiento del Tanque
superficial
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Cuando los requisitos de capacidad sean grandes, en el
diseño de los tanques superficiales debe tomarse en
cuenta las siguientes recomendaciones:
a)En tanques unitarios es recomendable colocar un
paso directo (by-pass) que permita mantener el
servicio mientras se efectúa el lavado o la
reparación del tanque, con la debida consideración
a la sobrepresión que pueda presentarse.
b) Las tuberías de rebose descargarán mediante una
interconexión a la tubería de desagüe la cual se
conducirá a una descarga final lejos del tanque para
no comprometer la estructura.
Tanques superficiales: recomendaciones (continuación)
c)Se instalarán válvulas de compuerta en todas las
tuberías. El número mínimo será de cuatro, cada una de
ellas irá ubicada en:
◦ - la tubería de entrada al tanque (prever el golpe de
ariete)
◦ - la tubería del by-pass
◦ - la tubería de salida del tanque
◦ - la tubería de desagüe (se deberá tener en cuenta la
pendiente del fondo del tanque).
d) Este tipo de tanques deberá ser construido con una
cubierta protectora, con tapa de acceso sanitario e
incluir accesorios tales como: escaleras ventiladores,
aberturas de acceso, cámara de válvulas, etc.
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Recomendaciones: La ubicación del tanque está determinada principalmente
por la necesidad y conveniencia de mantener presiones en
la red dentro de los límites de servicio, con lo que se logra
una distribución con menores pérdidas de carga. Estas
presiones en la red están limitadas por Normas, se tiene:
En poblaciones de 5000 a 15000hab: 10 m.c.a.
En poblaciones de áreas urbanas: 20 m.c.a.
La Pest. no será en ningún caso mayor a: 70 m.c.a.
Accesorios complementarios
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Accesorios complementarios
Accesorios complementarios
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Accesorios complementarios
Accesorios complementarios
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Determinar el dimensionamiento de un tanque de
almacenamiento superficial para los siguientes datos:
Periodo de diseño = 25 años
Población de diseño = 6578 hab
Q medio diario = 24,5 l/s
Cota de la lámina máx. de agua en el tanque = 62.8
EJERCICIO
Q med diario= 24.5 l/s
Q med diario= 2116.8 m3/día
p = 6.58 x 103 hab
Vreg = 25% Qmed diario
Vreg = 529.2 m3
Vi = 50 (p)1/2
Vi = 128.26 m3
VE = 25% Vreg
VE = 132.30 m3
VT = Vreg + Vi + VE
VT = 789.76 m3
EJERCICIO
PREDIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE SUPERFICIAL
VT = 7,90 x 102
H = V/3 + k K = 1,5
H = 4,13 m
B = L = (VT/H)1/2
B = L = 13,82 m
DOS COMPARTIMENTOS VT/2 = 394,88
H = V/3 + k K = 1,8
H = 3,13 m
B = L = (VT/H)1/2
B = L = 11,23 m
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EJERCICIO
TALLER
El tanque de la Figura es alimentado por dos fuentes de abastecimiento con
los caudales de bombeo y los tiempos de bombeo indicados. Se pide calcular
el volumen del tanque por medio del método analítico. La población de
diseño es de 10000 hab. La cota del nivel máximo de agua es +54,5.
Determine el volumen del tanque superficial, dibuje el tanque y coloque las
cotas de corona, mínimo nivel de agua, cota de fondo y altura total del
tanque. Adicionalmente dibuje el tanque con los accesorios de entrada y
salida del tanque.