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Profesor: Emili Sagrera Busquets
Bibliografía:
- Luis Jesús Arizmendi (Tomo II)– Instalaciones urbanas
- NTE-IFA
Aspectos legales.
- Reglamentación técnico – sanitaria (varios decretos y reglamentos).
- CTE – HS 4
- CTE – DB SI
- NBE CPI – 96 (reemplazada por el CTE)
Objeto. Abastecimiento de población, incluyendo en su dotación la necesaria para industrias de poco consumo de agua situadas en los núcleos de población y conectadas a la red municipal.
Diseño de las redes de abastecimiento-
- Etapa de captación
- Etapa de conducción
- Etapa de tratamiento
- Etapa de regulación y almacenamiento
- Etapa de distribución
1.- Etapa de captación.
- Manantiales. Es necesario efectuar pequeñas presas para poder obtener caudales adecuados. Caudal directamente relacionado con la pluviometría.
- Ríos. Esta agua, en general, se encuentran cargadas de materias en suspensión o disueltas, siendo su grado de contaminación de orden microbiano generalmente muy elevado.
- Pozos. Pueden ser del tipo superficial o profundo (profundidad superior a 50 m).
- Pantanos.
- Mar (desaladoras de agua de mar)
2.- Etapa de conducción. Se sitúa entre las fuentes de captación y las estaciones de tratamiento. Está formada por tuberías denominadas de “traída”. También puede hacerse, aunque no es recomendable, mediante canales de traída. Los materiales más usados en estas tuberías son: acero, fundición dúctil y hormigón armado.
3.- Etapa de tratamiento. Es la etapa de depuración y potabilización del agua.
- Tratamiento simple y desinfección.
- Tratamiento físico normal, tratamiento químico y desinfección.
- Tratamiento físico y químico intensivo, afino y desinfección.
Profesor: Emili Sagrera Busquets
4.- Etapa de regulación y almacenamiento. Hay que diferenciar entre los depósitos de reserva de la estación de tratamiento y los del resto de la red. La estación depuradora requiere para su propio funcionamiento un depósito específico. Es práctica usual dimensionar los depósitos principales o “depósitos de cabecera” de forma que se ajusten al caudal de un día de consumo con lo cual los mismos se encuentran siempre prácticamente llenos.
La ubicación de los depósitos está muy ligada con la organización de las redes de distribución. Dichos depósitos deben ser suficientes para evitar en lo posible la instalación de depósitos unitarios o particulares en los edificios, instalación que se realiza cuando no existe una seguridad total en el abastecimiento general. Los depósitos unitarios pueden producir una pérdida de las cualidades higiénicas del agua.
Los depósitos de agua, aparte de su misión de almacenamiento y regulación del abastecimiento, contribuyen en lograr un adecuado escalonamiento de las presiones.
La cota necesaria para el emplazamiento del depósito ha de tener en cuenta no solamente los desniveles geométricos sino también las pérdidas de carga en la red de distribución.
En cuanto a su disposición sobre el terreno, pueden ser:
- Enterrados
- Semienterrados
- Superficiales
- Elevados Los depósitos enterrados tienen la ventaja de un eficaz aislamiento térmico con lo que el agua se mantiene a temperatura más constante, pero tienen el inconveniente de una más difícil la solución en la salida de tuberías y desagües. Los superficiales son más fáciles de construir e inspeccionar pero se debe tener en cuenta el aislamiento térmico. Los depósitos elevados son necesarios cuando la topografía lo exige.
5.- Etapa de distribución. Red urbana. Conducción siempre enterrada y localizada siempre por encima de la red de saneamiento.
Conviene no superar presiones de 6 a 8 kg/cm2, siendo su máximo los 10 kgs/cm2, pues a partir del cual se producen ocasionalmente deterioros en tas tuberías y conducciones.
Decisiones de diseño:
- Topografía del territorio a abastecer.
- Características y morfología del tejido urbano.
- Condiciones urbanísticas y usos del territorio.
- Distribución ramificada.
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Valvulería y elementos singulares.
Válvulas o llaves de paso. Se emplean en todo los puntos de corte, ramales de acometidas. Permiten cortar el agua. Hay de varios tipos:
- Válvula de compuerta.
- Válvula de mariposa.
- Válvula de bola o esfera.
Válvula reductora de presión. Prefijan una presión determinada aguas abajo. Se colocan para que la presión no supere los 6 kgs/cm2.
Ventosas. Se colocan en los puntos altos de la red para evacuar el aire de las conducciones.
Válvulas de toma. Son de diámetro variable en función del caudal que suministran. Se disponen en las acometidas.
Bocas de incendio o hidrantes. Según antigua CPI-96 y nuevo CTE-SI. En el trazado de redes de abastecimiento de agua incluidas en actuaciones de planeamiento urbanístico, debe contemplarse una instalación de hidrantes, la cual cumplirá las condiciones establecidas en el Reglamento de Instalaciones de Protección contra incendios. Los hidrantes deben estar situados en lugares fácilmente accesibles, fuera del espacio destinado a circulación y estacionamiento de vehículos, debidamente señalizados conforme a la Norma UNE 23 033 y distribuidos de tal manera que la distancia entre ellos medida por espacios públicos no sea mayor de 200 m. La red hidráulica que abastece a los hidrantes debe permitir el funcionamiento simultáneo de dos hidrantes consecutivos durante dos horas , cada uno de ellos con un caudal de 1. l/min y una presión mínima de 10 m.c.a. En núcleos urbanos consolidados en los que no se pudiera garantizar el caudal de abastecimiento de agua, puede aceptarse que éste sea de 500 l/min , pero la presión se mantendrá en 10 m.c.a. Si por motivos justificados, la instalación de hidrantes no pudiera conectarse a una red general de abastecimiento de agua, debe haber una reserva de agua adecuada para proporcionar el caudal antes indicado ; por tanto la reserva de agua mínima debe ser: 1000 l/m x 2 uts x 60 x 2 h = 240.000 l.
Bocas de riego.
Fuentes.
Principios de calculo i dimensionamiento.
- Calidad y adecuación del agua en cuanto a potabilidad.
- Limitación de las presiones de suministro en unos limites adecuados.
- Suministro de un caudal suficiente para las distintas actividades.
- Existencia de unos diámetros mínimos a respetar.
- Existencia de un servicio de hidrantes contra incendios.
- Distribución según unas velocidades adecuadas.
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Ver tabla de consumos medios diarios de agua en litros para distintos usos:
CONSUMOS MEDIOS DIARIOS DE AGUA EN LITROS EDIFICIO O TIPO DE CONSUMO LITROS Ciudad grande (por persona, incluida la p.p. de servicios públicos) 250 a 350 Poblaciones de menos de 50.000 habitantes (por persona, incluida la p.p. de servicios públicos) 100 a 150 Medio rural (por persona) 60 a 100 Hotel (por huésped) 150 a 300 Escuela (por alumno) 20
Presiones:
Presión máxima 6 kgs/cm2 recomendable no sobrepasar Presión máxima absoluta a no sobrepasar 10 kgs/cm Presión mínima 10 mca Hidrantes, presión mínima 10 mca
Velocidades:
Velocidad máxima recomendable 2,5 m/s Velocidad mínima recomendable 0,5 m/s
Dimensionamiento de un depósito: Como mínimo tendría que ser de una capacidad igual al máximo consumo diario:
P x d V = ------------------ 1000 V = volumen de agua en m P = número de habitantes servidos d = dotación en l/habitante y día.
Potencia de un motor: Q (l/s) x Hm (mca) x d (kg/dm3) P (cv) = --------------------------------------------
d = 1 en el caso de agua potable r = entre 0,70 y 0, 1 CV = 0,736 kW
r x 75
Calculo del caudal medio:
Q (l/s) = ------------------------------------------
Población x Dotación x Kp
86400
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EJEMPLO:
B D
18 m
A C
7 m
10 m 12 m Po
La figura representa una tubería de abastecimiento de agua, toda ella del mismo diámetro. La presión en A es de 50 m.c.a. La pérdida de carga unitaria de la tubería es de 350 mm/m. Cada llave de paso tiene una pérdida localizada de 2,3 m. Los codos C y D de 0,45 m cada uno. Hallar la presión en B.
7 + PA = 25 + PB + 0,350 (10+18+12) + 2 x 2,3 + 2 x 0, 7 + 50 = 25 + PB + 14 + 4,6 + 0, PB = 12,50 mca.
O lo que es lo mismo:
PB = PA -H A-B – (0,350 (10+18+12) + 2 x 2,3 + 2 x 0,45) PB = 50 – 18 – 19,50 = 12,5 mca.
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EJERCICIO PARA RESOLVER:
Red de abastecimiento con tres tramos:
RED DE ABASTECIMIENTO DE AGUA E INCENDIOS: DATOS INICIALES TRAMO LONG Nº j COTA PRESION HABITANTES mm/m m INICIAL 0-1 100,00 2.460,00 13,00 +180 40, 1-2 69,00 600,00 11,00 + 2-3 135,00 180,00 10,00 +
36 VIVIENDAS
36 VIVIENDAS 2 3
48 VIVIENDAS
COTA + 190 0 1 264 VIVIENDAS
108 VIVIENDAS
EQUIVALENCIA DE UNIDADES:
1 pulgada 1'' 2,538 cm 1 atmósfera 1 atm 1,033 kgs/cm 1 atm 10,33 m.c.a. ó mca 1 kg/cm2 0,968 atm 1 kg/cm2 10 m.c.a. 1 atm 1,013 bar 1013 mbar 1 CV 736 W 1 kW 860 Kcal/h
TEMPERATURA Fusión hielo Ebullición agua Grados centígrados o grados Celsius ºC 0º 100º Grados Farenheit ºF + 32º + 212º Grados absolutos o Kelvin ºK T ºK = t ºC + 273
