Tanques de Agua Acueductos

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    26-Sep-2015

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Universidad Santa Mara

Facultad de Ingeniera

Ctedra: Acueductos y Cloacas

Extensin Barcelona

Tanques de Almacenamiento de Agua

Integrantes:

Fuentes Luciani, Juan Pablo

C.I: 20.375.185

Silva lvarez, Ygnacio Andr

C.I: 18.901.346

Vsquez Caldera, Carlos Eduardo

C.I: 19.083.500

Vsquez Caldera, Carlos Enrique

C.I: 21.471.388

Barcelona, noviembre de 2014

INTRODUCCIN

Se denominaagua potableo agua para el consumo humano, al agua que puede ser consumida sin restriccin debido a que, gracias a un proceso de purificacin, no representa un riesgo para la salud. El trmino se aplica al agua que cumple con las normas de calidad promulgadas por las autoridades locales e internacionales.

El caso ms comn de aprovisionamiento es por redes pblicas de suministro de agua potable. En la mayora de las ciudades y pueblos este servicio se cumple. Las fuentes de captacin, para servicios centrales, pueden ser ros, lagos, diques artificiales, napas subterrneas, etc. Se busca siempre la fuente ms apropiada, definida por la calidad del agua y la existencia, en cantidad suficiente, para abastecer el servicio. Lo normal, en el litoral, es extraerla de un ro (Resistencia, por ejemplo). Desde esa fuente el agua es extrada y enviada a una planta de tratamiento donde se la potabiliza.

El lquido ya tratado es llevado o impulsado mediante caeras hasta depsitos elevados dentro de las zonas pobladas (tanques). Desde ese tanque se realiza la distribucin del lquido en la zona a servir. El tanque nos asegura una presin permanente del agua, tericamente.

MARCO TERICO

Un estanque de almacenamiento es aquel que se utiliza para almacenar agua potable compensando las variaciones de consumo para ofrecer un servicio continuo.

Los estanques juegan un papel bsico para el diseo del sistema de distribucin, tanto desde el punto de vista econmico, as como por su importancia en el funcionamiento hidrulico del sistema y el mantenimiento de un servicio eficiente.

Los propsitos fundamentales del estanque:

Compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el da.

Mantener las presiones de servicio en la red de distribucin.

Mantener cierta cantidad de agua para atender situaciones de emergencia como incendio, daos en la tubera o en las estaciones de bombeo.

Dependiendo de la topografa se hace indispensable separar la zona (alta, media, baja) para mantener las presiones en cada red, dentro de lmites admisibles. Esta separacin de redes puede hacerse mediante estanques o mediante vlvulas reguladoras de presin.

TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO SEGN SU POSICIN

Los estanques de almacenamiento pueden ser construidos directamente sobre la superficie del suelo o sobre torres cuando por razones de servicio se requiera elevarlos.

En el primer caso, los estanques son generalmente de concreto armado, de forma rectangular y dividida en varias celdas para facilitar su limpieza, o tambin puede ser de forma cilndrica.

Estanques Elevados

Se recomienda este tipo de tanques cuando por razones de servicio se requiera elevarlos. Los estanques elevados se construyen de acuerdo a los requerimientos y caractersticas del proyecto, podrn ser de acero; hormign armado, pretensado o postensado, o fibra de vidrio, sus diseos en muchos casos atienden tambin a razones ornamentales.

En el diseo de tanques elevados, deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

a) Que el nivel mnimo del agua en el tanque sea suficiente para conseguir las presiones adecuadas en la red de distribucin.

b) Las tuberas de rebose y desage se interconectarn a un nivel accesible y por una sola tubera se descargar en un punto alejado del tanque.

c) Se instalarn vlvulas en las tuberas conforme a lo indicado anteriormente.

d) En tanques unitarios se recomienda disponer un paso directo (by-pass) que permita mantener el servicio mientras se efectu el lavado o la reparacin del tanque.

e) Deben ser construidos con una cubierta protectora y deben contar con los siguientes accesorios: escaleras, dispositivos de ventilacin, abertura de acceso, cmaras de vlvulas, pararrayos y otros dispositivos necesarios.

f) En los tanques de regulacin se disearn dispositivos que permitan controlar el nivel mximo del agua.

Clculo de la capacidad del tanque elevado (alimentacin por bombeo).

Cuando se tiene un tanque elevado, la forma de alimentacin usualmente ser por bombeo con empleo de dos tanques: el tanque de succin y el tanque elevado. La forma de operacin del bombeo tiene implicaciones econmicas, ya que entre mayor sea el nmero de horas de bombeorepresente unamenor capacidad del tanque, peroesto implicamayores costos de operacin del sistema de bombeo.

En el caso de que el bombeo sea continuo durante el da, la determinacin del volumen del tanque elevado ser idntica a la del caso del tanque superficial alimentado por gravedad.

Tanques superficiales

Se recomienda este tipo de tanques cuando lo permita la topografa del terreno, asegurando las presiones adecuadas en todos los puntos de la red.

Estos tanques podrn ser de mampostera, hormign simple o armado. Los estanques de concreto armado se construyen preferiblemente de dos o ms celdas (de una sola celda para capacidades pequeas).

Puede hacerse el prediseo seleccionando una relacin h/L = 0.50 a 0.75, siendo h la altura y L el lado del cuadrado.

En caso de disearse ms de una celda, la capacidad total del estanque ser dividida en celdas de capacidades iguales. Cuando los requisitos de capacidad sean grandes, en el diseo 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 efecta el lavado o la reparacin del tanque, con la debida consideracin a la sobrepresin que pueda presentarse.

b) Las tuberas de rebose descargarn mediante una interconexin a la tubera de desage la cual se conducir a una descarga final lejos del tanque para no comprometer la estructura.

c) Se instalarn vlvulas de compuerta en todas las tuberas. El nmero mnimo ser de cuatro, cada una de ellas ir ubicada en:

- La tubera de entrada al tanque (prever el golpe de ariete)

- La tubera del by-pass- la tubera de salida del tanque

- La tubera de desage (se deber tener en cuenta la pendiente del fondo del tanque).

d) Este tipo de tanques deber ser construido con una cubierta protectora, con tapa de acceso sanitario e incluir accesorios tales como: escaleras ventiladores, aberturas de acceso, cmara de vlvulas, etc.

CAPACIDAD DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

El volumen del tanque debe ser calculado en base a los datos de consumo de la poblacin y su distribucin horaria. La distribucin horaria de consumo de una poblacin depende en gran parte de las costumbres de sus habitantes.

En general se puede establecer que siempre se presentarn unas horas de mxima demanda quegeneralmentecoinciden con las horas de las comidas.

Para el volumen del tanque hay que considerar:

1. Volumen de compensacin

Para compensar el caudal demandado a la hora pico. Este debe calcularse considerando un 25% del consumo promedio diario, para poblaciones menores de 20,000 habitantes.

Para poblaciones mayores de 20,000 habitantes se recomienda aplicarel mtodo de la curvaintegral, este mtodo es muy especfico para cada lugar, no se puede extrapolar de un sitio a otro.

2. Volumen de emergencia

Volumen necesario para cualquier emergencia, tal como: falla en el suministro elctrico, ruptura de la lnea de conduccin fuente-tanque. Esta se calcula como un 15% del caudal promedio diario.

3.Volumen contra incendios

Para poblaciones menores a 10000 habitantes, no es recomendable y resulta antieconmico el proyectar sistema contra incendio. Se deber justificar en los casos en que dicha proteccin sea necesaria. Para poblaciones mayores a 10000 habitantes se asume un tiempo de duracin del incendio entre 2 y 4 horas, para caudales de incendio de 10, 16 o 32 [lts/seg] de acuerdo a la importancia y densidad poblacional de la zona.

a) 10 [lts/seg] * 4 [horas] * 3600 [seg] = 140000 lts

b) 16 [lts/seg] * 4 [horas] * 3600 [seg] = 230400 lts

c) 32 [lts/seg] * 4 [horas] * 3600 [seg] = 460800 lts

4. Volumen total

Resultar como el mayor valor de la suma de cualquiera de las siguientes cantidades:

Vcomp + Vind o Vcomp + Vemg

DISEO DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO

Generalidades

En este caso el tanque se diseara para una poblacin de 15000 habitantes, una dotacin de 300 l/p-d, un caudal de incendio de 10 lts/seg considerando un tanque sobre el suelo, de forma cilndrica el cual

1roSe determina el caudal promedio diario:

Qprom= 15000 hab * 300 l/p-d =4500,000 l/d = 4500 m3/d

2doSe determinanlos volmenes necesariosa almacenar en el tanque:

Volumen de compensacin, como es una poblacin menor de 20,000 habitantes, se considera un 25% del consumo promedio diario.

Vcomp= 0.25 * 4500 m3/d =1125 m3

El volumen de emergencia es el 15% del volumen promedio diario.

Vemerg= 0.15 * 4500 m3/d = 675 m3

El volumen contra incendio

10 [lts/seg] * 4 [horas] * 3600 [seg] = 140000 lts = 140 m3

Volumen Total

Vcomp+ Vemerg= 1800 m3

Vcomp + Vind = 1265 m3

Volumen Total = 1800 m3

3roDimensiones del tanque:

Se disea un tanque cilndrico, con una relacin de esbeltez de D=2H, para darle mayor estabilidad en el momento que ocurra un sismo, para evitar que se produzcan volteos o presiones muy altas que afecten la parte inferior del tanque.

Volumen = (d2/4) h, tenemos: D=2H, por lo tanto H=D/2

V = (d3)/8, despejando D.

D= 16,61 m, D= 16,70 m

H=8,40

Se tomar un dimetro de 16,70 metros, al valor de la altura del tanque obtenido se le sumar 0,10 metros en el fondo y 0,40 m en la parte superior para efectos de sedimentacin y de rebose respectivamente.

Htotal= 8,36 + 0,10 + 0,40 = 8,9m

CONCLUSIN

Un sistema de abastecimiento permite que el agua llegue desde el lugar de captacin al punto de consumo de una comunidad, para fines de consumo domstico, pblico, industrial y otros usos. El agua es un elemento imprescindible para cualquier ser vivo, sin su presencia la vida en la Tierra no sera posible. Por lo tanto; el agua potable es una cuestin de supervivencia. Toda poblacin necesita acceso a una cantidad suficiente de agua pura para mantener la buena salud y la vida.

Es de suma importancia calcular cuidadosamente el volumen del tanque que se desea disear ya que algn error en estos puede ocasionar prdidas humanas como por ejemplo en casos de emergencia.