calculo consumo de agua, Apuntes de Cálculo

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CONSUMO DE

AGUA

DEFINICIÓN DEL CONSUMO TOTAL

El complemento necesario para establecer el caudal de diseño de un acueducto es la determinación del consumo total de agua o dotación bruta. El consumo es el volumen de agua utilizado por una persona en un día y se expresa por lo general en litros por habitante y por día (L/hab. x día). El consumo total de un municipio se puede dividir en el consumo neto y las pérdidas de agua en el sistema de acueducto. La determinación individual de cada uno de ellos se debe realizar con pleno conocimiento de las características de la población.

2. Calidad del agua: Por razones lógicas, el consumo de agua será mayor en la medida en que las personas tengan la seguridad de una buena calidad del agua. Lo anterior es válido para el sector doméstico e industrial.
3. Características sociales y económicas: El consumo de agua depende también en buena parte del nivel de educación y del nivel de ingresos de la población. Por esta razón en ciudades mayores, tales como ciudades capitales de departamento, el consumo de agua es mayor que en pueblos pequeños o caseríos.

4. Servicio de alcantarillado: El hecho de disponer de una red de alcantarillado incrementa notablemente el consumo de agua potable, en comparación con sistemas de evacuación de excretas primarios como letrinas, o donde no existe ningún sistema y la disposición se hace al aire libre. En estos casos extremos, el consumo puede variar desde 300 L/hab. X día para grandes metrópolis hasta 40 L/hab. X día para poblaciones sin servicios de alcantarillado.
5. Presión en la red de distribución de agua: Si se tiene altas presiones en la red, habrá mayores desperdicios en el consumo doméstico al abrir las llaves de los lavamanos, regaderas y otros elementos. Igualmente, se puede presentar un mayor número de rupturas de tubos dentro del domicilio o en la misma red de distribución, aumentando así el volumen de agua potable.

CONSUMO NETO

El consumo neto o dotación neta es la cantidad de agua usada efectivamente en cada una de las actividades que se realizan en una comunidad. Tradicionalmente, se ha clasificado el consumo como

1. Domestico
2. Industrial y comercial
3. Publico e institucional

1. Consumo residencial: Los valores indicados en la tabla 1 pueden tener variaciones en la medida en que se adopten planes de uso racional del agua. El aseo personal y la descarga de los sanitarios tiene un peso muy importante dentro del consumo residencial, lo cual ha llevado al diseño de sanitarios de bajo volumen de descarga y de adaptadores para lavamanos y regaderas. Tabla 1 Consumos residenciales típicos Usos Consumo ( L/hab. x día) Aseo personal 45 Descarga de sanitarios 40 Lavado de ropa 20 Cocina 15 Riego de jardines 10

2. Consumo comercial, industrial y público: Las guías del consumo industrial comercial deben usarse con criterio acertado ya que, por una parte, los valores pueden cambiar de industria a industria de acuerdo con los procesos que en ellas se desarrollen y con la tecnología utilizada y, por otra parte, estos valores son independientes del número de habitantes de la población. Por la razón anterior, es más recomendable determinar el consumo de las industrias en la localidad por medio de encuestas directas y posteriormente normalizadas con respecto al número de habitantes. En la tabla 3 se incluyen algunos valores diferentes de consumo comercial, industrial y público.

Tabla 3 Consumos típicos de los sectores comercial e industrial Usos Consumo (L/día) Hoteles (por habitación) 200- Escuelas < 20 alumnos

20 alumnos 50 80 Industrias ( por persona empleada) 80 Lecherías ( por habitante) 0, Fábricas de bebidas ( por habitante) 0, Fábricas de hielo ( por habitante) 1, Curtiembre ( por habitante) 0, Depósitos de materiales 100

3. Consumo neto y su ajuste a condiciones particulares: El consumo neto es la suma de los consumos residenciales, comerciales, industriales y públicos descritos anteriormente. Dicho valor puede incrementarse, a juicio del diseñador, según los siguientes aspectos. Corrección por tamaño de población: En la medida en que el tamaño de la población se incrementa, el consumo se aumenta debido al mayor número de actividades, como por ejemplo el lavado de carros, uso de lavadoras de ropa o de platos, etc. Un criterio es establecer que el consumo neto se aumenta en un 10% del incremento en el número de habitantes.

Corrección por temperatura: La temperatura ambiente es uno de los principales factores que afectan el consumo en una comunidad. El consumo neto puede incrementarse así:

• (^) Entre 15 y 20% para climas con temperatura superior a 28°C
• (^) Entre 10 y 15% para climas con temperatura entre 28°C y 20°C
• (^) No se recomienda incremento para temperaturas inferiores a 20°C

La comunidad debe adoptar planes para el uso eficiente y racional del agua que apunten a la reducción del índice de pérdidas. En sistemas con una baja capacidad técnica y económica el porcentaje de pérdidas máximo es del orden del 40%, mientras que en sistemas con una alta capacidad técnica y económica el índice puede ser máximo del 20%. Las entidades reguladoras de la prestación del servicio deberán establecer metas a corto, mediano y largo plazos para la reducción de pérdidas, de tal manera que se apunte a un óptimo que oscile entre 15 y 10%.

5. Consumo Total: El consumo total de la población se determina a partir de la siguiente expresión: Consumo total (L/hab. x día) El consumo total proyectado al período de diseño debe tener en cuenta el incremento en el consumo neto y la disminución en el índice de pérdidas.

Cuando se dispone de un sistema de regulación de caudal como un tanque de almacenamiento, las estructuras del acueducto se diseñan con el caudal máximo diario. En caso contrario, se debe diseñar todo el acueducto con el caudal máximo horario. La red de distribución se diseña teniendo en cuenta el caudal máximo horario.

1. Caudal medio diario Es el caudal promedio obtenido de un año de registros y es la base para la estimación del caudal máximo diario y del máximo horario. Este caudal, expresado en litros por segundo, se obtiene así:

Qpromedio

2. Caudal máximo diario Es la demanda máxima que se presenta en un día del año. En otras palabras, representa el día de mayor consumo en el año y se calcula según la siguiente expresión:

Qmáximo diariok1 x Q promedio

3. Caudal máximo horario Corresponde a la demanda máxima que se presenta en una hora durante un año completo, y en general se determina como:

Qmáximo horario k 2 x Q máximo diario

Qmáximo horario k1 x k 2 x Q medio diario