En el marco de la implementación del nuevo modelo educativo institucional, en el cual nos enfocamos en un proceso de enseñanza aprendizaje innovador, en donde






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µ §

Utilizando la ecuación de proyección geométrica.

µ §

µ §

µ §

Relación Directa:

Incremento de poblaciónPeriodoDepartamentoRepúblicaRR 1970-19601200303,9770.0039R 1980-19701500375,9550.00235R 1990-19801100308,4570.00356Rprom.=0.00327

Tasa promedio de crecimiento geométrico de la república

µ §= 0.00257+0.0393+0.0145 = 0.0265

Proyección proyectada de la RepúblicaAumento con relación a 1990(A)Aumento del Departamento A (0.00327)Población estimada para 1990 RA1990 2,300,000---2000 2,987,565687,5642,17411.0742010 3,880,6721,580.6725,05813,958

ResumenAñoM. Aritmética M. GeométricaM. Relación Directa200010,20010,70111,074201011,50012,86613,958

Consumo de Agua

Es el agua utilizado por un grupo cualquiera radicado en un lugar. Este consumo estará en proporción directa al número de habitantes en proporción de mayor o menor desarrollo de sus actividades comerciales e industriales y también de sus modos de viviendas (condiciones económicas), serie de factores los cuales inciden en el consumo.

Relaciones de factores que inciden en el consumo de agua potable son:

Climáticos.

Nivel de vida.

Costumbres.

Uso de hidrómetros (medidores).

Tarifas.

Calidad (banda, dura, etc.).

Presión residual.

Consumo comercial industrial y publico.

Perdidas de fricción de las tuberías y fugas.

Existencia de alcantarillado sanitario.

Todos estos factores determinan los consumos y deben ser cuidadosamente estudiados con el objetivo de determinar la dotación total necesaria para cada población.

Tipos de consumo.

Los diferentes tipos de consumo pueden ser: domésticos, comercial, industrial, publico, perdidas.

Consumo domestico: Constituido por el consumo familiar de agua de las siguientes:

Servicio sanitario. 41%

Aseo corporal. 31%

Cocina. 6%

Bebida. 5%

Lavado de ropa 4%

Limpieza general 3%

Lavado de grifo y 1%

Aire acondicionado.

Este consumo es el que representa generalmente el consumo predominante en el diseño y se expresa como:

µ §

µ §

La dotación o consumo unitario se podrá expresarse como:

µ §

Donde:

n= numero de conexión domiciliares.

I= índice de persona por viviendas.

Según el ministerio de las viviendas este seria 6 habitantes por viviendas.

Rango de poblaciónConsumo promedio (datación )10,000-50,00040 gppd5,000-10,00035 gppd2,000-5,00025 gppdµ §20 gppd

Según INAA.

Rango de poblaciónConsumo promedio (gppd)0-5000205000-100002510000-150003015000-200003520000-250004025000-300004550000µ §50Conexiones ilegales 10

Población servida mediante conexiones = 80%

Población no conectada (mediante puestos públicos) = 20%

Normas de dotaciones

DotacionesCiudades y CapitalesPoblación medianaConsumo domésticos140-180 lts/seg70Publico15-20 lts/seg15Perdidas45-30 lts/seg50Comercial e industrial100-150 lts/seg- lts/seg 135 De acuerdo a investigaciones de consumo que se han hecho en nuestro país INAA ¨C UNAN ¨C UNI, estudios de demandas de agua como temas Monográficos de estudiantes, estudios de diez ciudades, etc., el INAA, establece dentro sus normas de diseño, dotaciones de agua potable para diferentes rangos de población y pueden usarse perfectamente cuando no se posee datos locales sobre las diversas áreas de consumo (comercial e industrial).

Donde existen requisitos de consumo de años anteriores (mediciones), pueden servir de base para el diseño de los valores del cuadro siguiente son los resultados obtenidos de estudio realizado para las diferentes ciudades.

Consumo comercial e industrial:

Comprende el agua suministrada a instalaciones comerciales e industriales, la demanda dependerá de las condiciones locales, del tipo de comercio e industria y los procesos que se tengan a adoptados para su producción.

En algunas industrias poseen su propia fuente, en especial en pozos.

Cuando el comercio o industria constituyen una situación normal tales como pequeños comercios e industrias, hoteles, gasolineras, pueden ser incluido y estimado dentro de los consumos per cápita adoptados y diseñar en base a esos parámetros. Según INAA, para Managua se obtiene un valor de 4000 galones por hectárea por día y en el resto del país el 2% del consumo domestico.

Consumo público:

Está constituido por el agua destinada a riegos de zonas verdes, parques, jardines públicos, casa de Gobierno, escuela, cárceles, lavado de calles, incendios.

El consumo de agua potable total seria la sumatoria del consumo domestico, mas el consumo comercial, mas el consumo público, mas el consumo industrial, mas perdidas por ex filtración (estas se cuantifican como el 15% del consumo total.)

Variación de consumo e influencias sobre las diferentes partes del sistema.

En general la finalidad del S.A.A.P es la de suministrar agua a una comunidad en forma continua y con presión suficiente a fin de satisfacer razones sanitarias, sociales, económicas, proporcionando así su desarrollo.

Para lograr tales objetivos es necesarios que cada una de las partes que constituyen el acueducto este satisfactoriamente adoptada al conjunto. Esto el conocimiento cabal del funcionamiento del sistema de acuerdo a las variaciones en los consumos de agua que ocurrirán para diferentes momentos durante el periodo del diseño previsto.

Los consumos de una localidad, muestran variaciones estacionales (de acuerdo a la época invierno o verano), mensuales, diaria y horarias. Estas variaciones pueden expresarse en función del consumo promedio diario.

Consumo promedio diario (CPD):

Es el consumo promedio de los consumos diarios durante un año de registro, esperado en µ §, gpm.

Consumo máximo diario (CDM):

Como el día de máximo consumo de una serie de registro durante los 365 días de un año.

Consumo máximo horario:

Como la hora de máxima consumo del día de máximo consumo.

Estas condiciones son útiles porque nos permiten diseñar todos los elementos del S.A.A.P. que pueden verse afectada por las variaciones.

Variaciones diarias:

Factor de máxima día (FMD)

µ §

Según normas de INAA (en Nicaragua) se utiliza 1.5

µ §

Variaciones horarias:

Factor máximo horario (FMH)

µ §

Según normas de INAA (en Nicaragua) se utiliza 2.5

µ §

Perdidas:

Es motivado por juntas en mal estados, válvulas y conexiones defectuosas y puede llegar a representar del 10-15% del consumo total.

µ § (Normas INAA)

Ejemplo:

El INAA proyecta ampliar el SAAP de un barrio de Managua. La población beneficiada es de 1342 personas. Los requisitos del consumo facturado indican la cantidad total anual de la población abastecida que actualmente es de 9767400 galones para un total de 225 facturas.

El proyecto será financiado en dos etapas, para la cual se proyectara el servicio a un 75% de la población en el desarrollo de la primera etapa y completarse el 100% de la primera al iniciar la segunda etapa. Estime el caudal demandado en la red de distribución correspondiente a la ampliación del sistema. Estime la primera etapa con una cobertura de 15 años.

Calculo del consumo unitario q:

µ §

µ §

Se tomara 20 gppd por normas de INAA.

Determinación de la población proyectada µ § y su consumo correspondiente tomando una tasa de crecimiento geométrico de 3.25%.

AñoPOB.POB. CONECT.POB. NO CONECT.Q conect.Q no conect.CPD(GPD)CPD TOT.19941342100733520102349027014(n= 15) 2009* 2168162654220103794043631(n=10) 2019* 29862986-20-5972068678*pf=Pb(1+rg)©úCPD=(POB. CONECT*Q CONECT.)+(POB no CONECT.*Q no CONECT.) 

DETERMINAMOS LOS CONSUMOS MAXIMOS DIARIO Y HORARIOAñoCPD total(gpd)CMD(gpd)CMH(gpd)199427014310666753520094363165447109077.5201968678103017171695CMD=CPD*1.5CMH=CPD*2.5

CONVERSIONES DE CAUDALES: Q(lps)=Q(gpd)*4.38 Pu Q(lps)=Q(gpd)*4.38 PuQ(lps)=Q(gpm)*0.000694

AñoCPDtotal(lps)CMD(lps)CMH(lps)CPDtotal(gpm)CMD(gpm)CMH(gpm)19941.181.772.9618.7328.146.9820091.912.874.7830.3245.5575.8720193.004.517.5047.6271.59119.05

CRITERIO DE DISEÑO PARA LOS DIFERENTES ELEMENTOS

Fuente de abastecimiento

Es la parte más importante del acueducto y debe garantizar un servicio continuo y eficiente, por lo que es necesario que el proyecto contemple una fuente capaz de suplir el agua requerida para el día más crítico (día de máximo consumo para 15 y 25 años).

Captación: Igual que la fuente CMD 15 y 25 anos.

Línea de conducción:

Bombeo: CMD para 25 anos

Gravedad: CMH para 25 anos

Estación de bombeo:

CMD 15 y 25 anos

Qb = 24/N Qprom

Interviene una variación adicional que es el número de horas de bombeo, por lo cual hay que considerar el crecimiento de la población.

Red de distribución:

CMD y CMH - 25 anos

Y adicionalmente un análisis cuando ocurre un incendio.

CMD + incendio

CMD para 15 y 25 años (bombeo sin consumo de la red) este ultimo para la estación de bombeo.

Fuentes de abastecimiento y obras de captación

Introducción:

La fuente abastecimiento de agua constituye el elemento primordial de carácter condicionante para el diseño de los demás elementos de un sistema de agua potable, de forma tal que para proceder a la secuencia de diseño de todos dichos elementos se requiere haber establecido previamente su localización, tipo capacidad, y la caracterización cualitativa del agua y ser entregada.

Tipos de fuentes.

Aguas superficiales: corrientes: ríos, arroyos y quebradas. Estancadas: lagos, lagunas, quebradas, etc.

Aguas sub-superficiales: manantiales afloramientos.

Aguas subterráneas: acuíferos.

Aguas superficiales:

Provienen en gran parte del escurrimiento, pueden recibir aporte de manantiales. Están sometidas a la acción del calor, la luz, estos pueden ser contaminados por el vertido de ciertos Afluentes cargados de sustancias orgánicas.

Aguas sub-superficiales:

El agua que se infiltra en el subsuelo y que al desplazarse a través de los pozos de los manantiales subterráneos y por sus elevaciones o pendientes pueden reaparecer en la superficie en forma de manantiales.

Aguas subterráneas

Son todas las aguas que se infiltra profundamente y que desciende por gravedad hasta alcanzar el nivel de saturación que constituye el depósito de agua subterránea o acuíferos.

Acuíferos:

Son aquellas formaciones o estratos comprendidos dentro de la zona de saturación de las cuales se pueden obtener agua con fines utilitarios. Es una unidad geológica saturada capaz de sumista agua a pozos y manantiales, los cuales a su vez sirven como fuentes prácticas de abastecimiento.

Las aguas subterráneas son las aguas contenidas en la zona de saturación, es la única parte de todo el subsuelo la cual se puede hablar con propiedades de agua subterránea.

Información requerida para el aprovechamiento de fuentes de abastecimientos de aguas superficiales.

Es el diseño de un abastecimiento de aguas superficiales para propósitos de agua potable, requiere el acopio de información amplia y detallada de los siguientes:

Estudio Hidrológico: Cantidad de agua (Aforos)

Velocidad

Dirección de flujo

Crecidas (Pluviómetros)

Información Geográfica: Ubicación

Información geología: Permeabilidad del terreno

Información calidad: Física, química y bacteriológica del agua

Información estado sanitario de la cuenca.

Clasificación de la información superficial:

a)- sin regulación de caudal:

Son aquellos donde el caudal mínimo observado en el periodo de registro disponible es superior al consumo de máximo días correspondiente al periodo de diseño.

b)- con la regulación de caudal:

Son aquellas donde el caudal mínimo observado no es suficiente para satisfacer la demanda de diseño, pero cuyo régimen de caudales permite almacenar, mediante represamiento de agua en épocas de crecidas, la cantidad suficiente para compensar el déficit en épocas de estiaje (seca).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TIPO DE FUENTE DE ABASTECIMIENTO.

VARIABLESAGUA SUPERFICIALAGUA SUBTERRANEADisponibilidad de caudal

Variación de caudal

Localización

Extracción.

Costo de bombeo.

Características físicas.

Grado de mineralización.

Contaminación.

Tratamiento. Mayor disposición

Muy variado

Casi siempre se sitúan largos del sito del consumo.

No siempre se requiere bombeo.

Más bajos

Presentan mayor turbidez en invierno.

Variable

Alta posibilidad de contaminación bacteriológica sobre todo en época de invierno.

En general el costo es muy alto.Mediano o bajos

Poca variable

Existe más libertad para ubicar la captación más cerca.

Siempre se requiere bombeo.

Más altos.

Menor.

En función de las características de los estratos.

Poca posibilidad de contaminación.

Casi siempre es más bajo a veces solo requiere cloración.

Líneas de conducción:

Una línea de conducción está constituida por la tubería que conduce el agua desde la hora de captación, hasta el tanque de almacenamiento o red de distribución, así como las estructuras, accesorios, depósitos y válvulas integradas a ellas.

La capacidad debe ser suficiente para transportar el gasto de diseño para el fin del periodo de diseño. (25 anos)

Según su ubicación pueden ser:

La fuente - Red

Tanque - Red

Fuente - Tanque

Diferentes tipos de líneas de conducción:

De acuerdo a la naturaleza y ubicación de la fuente de abastecimiento así como la topografía de la región, las líneas de conducción pueden considerarse de dos tipos:

Líneas de conducción por gravedad

Líneas de conducción por bombeo.

Líneas de conducción por gravedad:

Una línea de conducción por gravedad debe aprovechar al máximo la energía disponible (altura de carga) para conducir el gasto deseado, lo cual en lo mayor de los casos nos conducirá a la selección del diámetro mínimo, que satisfaciendo razones técnicas (capacidad) permita precisiones iguales o menores que la resistencia física del material que soportaría.

Para el diseño de una línea de conducción por gravedad debe tenerse en cuenta los siguientes criterios:

Capacidad para transportar el gasto de diseño.

Carga disponible, o diferencia de elevación.

Selección de la clase de diámetro de la tubería a ampliar capaz de soportar la presión hidrostática a la máxima economía.

Clase de tubería en función del material (hierro fundido, hierro galvanizado, asbesto cemento, PVC), que la naturaleza del terreno exige: necesidad de excavaciones para colocar tuberías enterradas o por el contrario dificultades o ninguna antieconómica que imponga el uso de tubería sobre soporte.

Estructuras complementarias, que se precisen para el buen funcionamiento tales como desaguadores, pilas rompe presión, etc.

Diseño:

Gasto de diseño:

Se estima el gasto promedio futuro de la población para el periodo de diseño seleccionando y se toma el factor del día máximo consumo Max = Qprom * 1.5.
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