1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio Del Poder Popular Para la Educación
Instituto Universitario de Tecnología Antonio José de Sucre
Extensión de Barquisimeto
Autoras
Cristina Duran C.I: 19727356
Asignatura: Acueducto y Cloacas
Profesora: Ing. Marie Mendoza
2. acueducto
Elementos de un acueducto
Un acueducto es un sistema encargado de transportar agua entre
dos o más puntos. Esta obra incluye tanto medio físico a través del cual
el fluido será transportado (tuberías, bocatoma), como cada estructura
adicionales necesarias para lograr un acueducto funcionamiento del
sistema (estaciones de bombeo, válvulas, compuertas y reservas)
Por lo general, el proyecto de construcción de un sistema de
acueducto surge ante la necesidad de proveer agua a poblaciones que
nos dispongan de la misma, y por ende transportar un recurso de suma
importancia primaria para el desarrollo humano.
4. Componentes
En términos generales un sistema de acueducto consta de los siguientes elementos:
Fuente de abastecimiento: Las fuentes de agua es la principal elemento del sistema de
abastecimiento de agua y de be estar definida de manera previa en todo proyecto. La fuente de
abastecimiento pueden der superficiales o subterráneas, la elección de una fuente depende de
factores como la ubicación, disponibilidad y calidad
Obras de captación: Las obras de captación son las estructuras encargadas de realizar la
derivación de agua, desde la fuente de abastecimiento.
Conducción: Es la encargada de transportar el líquido (agua). Y pueden trabajar desde el punto
de vista hidráulico, de dos maneras:
Flujo libre: Canales, túneles (abiertos y cerrados)
Flujo a presión: Tuberías y túneles
Estación de Bombeo: no son necesarias en todas los sistemas de abastecimiento, se utiliza que
por razones topográficas sean necesarias
Almacenamientos de agua: Se lleva a cabo por razones de funcionamiento del sistema debido a
que el caudal aportado no es siempre constante, y la demanda tampoco es constante, de esta
manera se almacena cuando la demanda es menor que el suministro.
Distribución: Se realizan por medio de una red de tubería que llevan el agua a cada domicilio.
5. Clasificación del sistema de abastecimiento
Se pueden clasifican en dos:
Urbanas: Utilizan como fuente de abastecimiento,
aguas subterráneas, captadas mediantes bombas.
Y rurales: Son mas completas y depende de
varios componentes , (ver Figura N°1)
6. Consideraciones para la distribución de agua potable
1. Las tuberías de distribución se instalan en toda las vias
donde se ubiquen las parcelas, procurando formar una
malla
2. Se ubican preferible hacia el lado de la vía que tenga
mayor numero de tomas domiciliarias
3. Para definir los planos de planta de red de distribución , se
toma en cuenta las siguientes limitantes:
Proyecto de urbanismo y vialidad.
Límites de redes a considerar.
Punto de alimentación de cada red.
Estudio de dotaciones.
7. El diseño de la red de distribución se realizó,
cumpliendo con las siguientes etapas:
1. Se calcula la demanda media para cada tramo de la red, en base al
estudio de sus dotaciones respectivas, entendiéndose por tramo, la
distancia que une dos nodos sucesivos en la red y por nodo, todo
punto de intersección de varios tramos de la tubería.
2. Todo tramo está comprendido entre dos nodos, a menos que sea
un ramal ciego, en cuyo caso el tramo está limitado por un solo
nodo.
3. Se concentran los consumos medios de los tramos en los
nodos que lo limitan, la mitad en cada nodo (en ramales
ciegos se concentrará la totalidad de su consumo medio en
el nodo donde se inicia).
4. Se suman en cada nodo los gastos acumulados de los
diferentes tramos que confluyen en él, obteniendo así el
gasto medio concentrado en el nodo.
5. Para efecto de cálculo, la longitud real de cada tramo se
mide en el plano suministrado por la encargada de la
materia
8. Aguas Servidas
Generalmente se emplea para definir aquellas aguas que han sido usadas para fines domésticos
como lavado de ropa, fregado, higiene personal. Sin embargo, todas estas aguas recolectadas en las
viviendas o edificaciones y conducidas hacia el exterior de las mismas reciben la denominación de
aguas negras.
Componentes de una red de cloaca
Los componentes de una red son:
1. Colector terciario: Son tuberías de pequeños diámetros (150 a 250mm), de diámetro interno, que
pueden estar colocados de bajo de las veredas, a los cuales se conectan las acometidas
domiciliares.
2. Colectores secundarios: Son las tuberías que recogen las aguas de los terciarios y los conducen a
los colectores principales y se encuentran enterradas, en las vías publicas
3. Colectores principales: Son tuberías de gran diámetro, situadas generalmente en la partes más
bajas de la ciudades, y transportan las aguas servidas hasta su destino final
4. Boca de visita: Son cámaras verticales que permiten el acceso a los colectores, para facilitar su
funcionamiento
5. Conexiones domiciliares: son pequeñas cámaras, de hormigón, ladrillo o plásticos que conectan
al alcantarillado privado, interior a la propiedad, con el público, en las vías.
6. Estación de bombeo: Como la red de alcantarillado trabaja por gravedad, para funcionar
correctamente las tuberías deben tener una cierta pendiente. Calculada para garantizar al agua la
velocidad mínima que no permita la sedimentación de los materia
9. Determinación del gatos de agua negras
Las aguas servidas se rigen por las Norma INOS, basándose específicamente el los
artículos,:
3.12:El gasto de infiltración será de 20.000Lts/día/Km
Artículo 3.18: El diámetro mínimo de la tubería para aguas servidas será de
ɸ 0,20m (8”)
Artículo 3.19: El lomo de los colectores estará a una profundidad mínima de
1,15m
Artículo 3.23: La velocidad mínima a sección llena en colectores de aguas
servidas será de 0,60m/s
Artículo 3.22: Coeficiente de rugosidad
Material Coeficiente de rugosidad
PVC 0,012
PEAD 0,012
Fiberglase 0,012
Acero 0,012
Hierro fundido 0,012
Hierro fundido Dúctil 0,012
Asbesto-Cemento 0,013
Arcilla Vitrificada 0,013
Concreto Ø >24” 0,013
Concreto Ø <21” 0,015
10. Artículo 3.24: Velocidad máxima depende del material
Artículo 3.25: Material de colectores
1.Concreto armado, o sin armar
2.Arcilla Vitrificada
3.Asbesto-Cemento
4. Hierro fundido
Material Velocidad
Concreto Rcc28=210Kg/cm2 5,00m/seg.
Concreto Rcc28=280 Kg./cm2 6,00m/seg.
Concreto Rcc28=350Kg/cm2 7,50m/seg.
Concreto Rcc28=420Kg/cm2 9,50m/seg.
Arcilla Vitrificada 6,00m/seg.
Asbesto cemento 4,50m/s.
Polivinilo de Cloruro (PVC) 4,50 m/s.
Hierro Fundido Vel. Máx. sin limite
11. 5. Hierro fundido dúctil
6.Acero
7.PVC (Policloruro de Vinilo)
8.Fiberglase ( Fibra de vidreo)
9.Polietileno de alta densidad (PEAD)
Cualquier otro material, que al igual que los mencionados anteriormente, deberá
cumplir con las especificaciones que al efecto tenga establecido el Instituto
Nacional de Obras Sanitarias
Artículo 3.36: Las bocas de visitas deberán tener las siguientes
características:
-Ubicación:
1. En cada intersección de colectores del sistema.
2. En el comienzo de todo colector.
3. En los tramos rectos de los colectores a una distancia entre ellas de 150m
4. En todo cambio de dirección, pendiente, diámetro y materiales empleados
en los colectores
5. En los colectores alineados en al comienzo y fin de la misma, y en la
curva a una distancia no mayor de 30m entre ellas cuando corresponda.
12. Consideraciones de Diseño para este proyecto
Asumiendo Tubería ɸ 0,20m (8”), por norma
Tubería de Concreto.
Coeficiente de rugosidad para el tipo de tubería a utilizar
en el proyecto n=0,015, mediante el cuadro N°2 (
Coeficiente de rugosidad)
La pendiente para tramos de colectores secundarios
están establecidos las cotas por la topografía modificada
asignada y la pendiente para tramos de colectores
primarios tomada de acuerdo a las cotas del terreno.
Se trabajará a sección que no está llena, estableciendo un
tirante hidráulico del 60% de la sección de la tubería
usada, por norma
Y coeficiente de reingreso será de 80%(0.08)
13. Procedimientos para los cálculos
La dotación para 5 parcelas de 180m2 c/u, de acuerdo a
la norma por tabla de dotación le corresponde 1500l/día
Dotación= 5* 1500L/día
Dotación= 7500 L/d
Luego se estima la población, considerando una
cantidad de 250L/d por persona, quedando de la siguiente
manera:
𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =
𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
250
𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =
7500
250
14. 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 30 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠
Luego se calcula, el Caudal medio
𝑄𝑚 =
𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠
86400
𝑄𝑚 =
7500 ∗ 30
86400
𝑄𝑚 = 2.60 𝑙𝑝𝑠
Posteriormente se calcula el Caudal de aguas negras
𝑄𝐴𝑁 = 𝑘 ∗ 𝑅 ∗ 𝑄𝑚
Pero el primero paso que se debe realizar se calcula el coeficiente de la población
𝑘 = 1 +
14
4 +
𝑃
1000
𝐾 = 1 +
14
4 +
30
1000
15. El coeficiente de reingreso a utilizar por norma va hacer de 80%,
R=0.08,
luego se procede a sustituir los valores en la fórmula de aguas negras
𝑄𝐴𝑁 = 4,35 ∗ 0,08 ∗ 2.60
𝑄𝐴𝑁 = 0.90 𝑙𝑝𝑠
Por consiguiente se procede al cálculo del Caudal de infiltración,
teniendo en cuenta que por norma I=20000
𝑄𝑖𝑛𝑓 =
𝐼
86400 ∗ 1000
∗ 𝐿
𝑄𝑖𝑛𝑓 =
20000
86400 ∗ 1000
∗ 38.71
𝑄𝑖𝑛𝑓 =0.0090 lps
16. Y por último se calcula el Caudal Total
𝑄𝑡 = 𝑄𝑖𝑛𝑓 + 𝑄𝐴𝑁
𝑄𝑡 = 0.0090𝑙𝑝𝑠 + 0.90𝑙𝑝𝑠
𝑄𝑡 = 0.909 lps
De esta esta manera, se procedió a calcular cada uno de los tramos del
proyecto, Pero variando la dotación y longitud, ya que son diferentes
en cada tramo.
A continuación los resultados obtenidos en cada tramo:
17. Tramo Longitud Qm QAN Qinf QT Obs.
BV1.1-BV1.2 11.82 0.42 0.15 0.0004 0.150 Campo K
Los calculos del campo K, son
iguales a los campo((K,J, I, H,G, F)
BV1.2-BV1.3 38.71 2.60 0.90 0.0090 0.909
BV1.4-BV1.3 14.99 0.42 0.148 0,0035 0.152
BV1.3-BV1.5 24.99 1.77 0.619 0.0058 0.623
BV1.5-BV1.6 19.34 - - - -
BV1.1-BV1.7 24.99 0.42 0.148 0,0035 0.152
BV1.7-BV1.6 19.34 - - - -
BV1.6-BV1 13.52 - - - -
Total 11.92
BV7.1-BV7.2 5.68 0.104 0.0369 0.0013 0.0382 Campo E
Cálculos Iguales desde el Campo
B hasta el Campo E
BV7.2-BV7.3 36.57 1.67 0.584 0.0085 0.593
BV7.4-BV7.3 6.21 0.104 0.0369 0.0014 0.0383
BV7.3-BV7.5 28.31 1.77 0.619 0.0067 0.626
BV7.5-BV2.6 18,23 - - - -
BV7.2-BV7.7 28.31 1.77 0.619 0.0067 0.626
BV7.7-BV7.6 18.23 - - - -
BV7.6-BV7 13.54 - - - -
Total 1.921
BV11.1-BV1.2 36,57 3.75 1.30 0,0085 1.31 Campo A
BV1.3-BV1.2 28,78 1.84 0.64 0,0067 0.648
BV1.2-BV1.1 18,30 - - - -
BV1.1-BV1 12,41 - - - -
Total 1.96
BVE1-BVE 63,12 0,12 0,096 0,0146 0,11 Locales
18. Cálculos para el diseño del Colector Principal
Tramo BV11-BV10
Se calculan las pendientes de los tramos y estas
son:
Cota BV11: 229,26
Cota BV10: 228,94
Longitud del tramo= 89,92m
Pendiente 𝑆 %𝑜 = 𝑡𝑔−1 ∆𝑦
𝑥
𝑆 %𝑜 = 𝑡𝑔−1
229,26 − 228,94
89,92
𝑆 %𝑜 = 0,02
19. Y se sigue aplicando igual para cada tramo del colector
principal, pero cambiando las cotas y las longitudes, y los resultados
son:
Tramo S Vía (%o) Vc V(m/seg) Cotas
BVE-BV11 0,02 1,28 1,38 226,17/225,97
BV11-BV10 0,02 1,28 1,38 228,11/227,79
BV10-BV9 0,06 2,22 2,23 227,79/227,69
BV9-BV8 0,01 0,90 0,99 227,69/227,50
BV8-BV7 0,01 0,90 0,99 227,50/227,31
BV7-BV6 0,01 0,90 0,99 227,31/227,12
BV6-BV5 0,01 0,90 0,99 227,12/226,93
BV5-BV4 0,01 0,90 0,99 226,93/226,74
BV4-BV3 0,01 0,90 0,99 226,74/226,55
BV3-BV2 0,01 0,90 0,99 226,55/226,36
BV2-BV1 0,01 0,90 0,99 226,36/226,18
BV1-BVE 0,02 1,28 1,38 226,17/225,98
20. De acuerdo a lo antes expuesto las pendientes que se tiene de cada
tramo, se determinadas de la siguiente manera:
Datos
Diámetro=8 200mm=0,20m
Tubería de concreto, n=0,015.
H 60% del diámetro H=0,12m, por norma
Radio hidráulico 𝑟 =
𝐷
4
=
0,20
4
= 0,05
Se procede a calcular la velocidad
𝑉𝑐 =
1
𝑛
∗ 𝑟
2
3 ∗ 𝑆
1
2
𝑉𝑐 =
1
0,015
∗ 0,05
2
3 ∗ 0,02
1
2
𝑉𝑐 = 1,28lps
21. Con la relación
𝐻
𝐷
=
0,12
0,20
= 0,6 ;Se ingresa a tabla
de curvas de gastos y velocidad, para buscar el valor
que le corresponde para velocidad y se obtuvo
𝑉
𝑉𝑐
= 1,09 ®
Luego sustituyendo Vc obtenido por tabla se
despeja de la ecuación ® y nos queda,
𝑉 = 1,09 ∗ 1,28
𝑉 = 1,40𝑚/𝑠𝑒𝑔
Y así mismo se fueron obtenidos los datos de los
colectores secundarios, teniendo como referencia la
topografía modificada, asignada por el profesor para
obtener las cotas del mismo
25. Materiales y Accesorios utilizados
Se utilizó tuberías de concreto, con un coeficiente de
rugosidad de 0.0015, válvulas, para garantizar el cierre por
tramo de los colectores, accesorios como los son los codos,
Tee. Como también las bocas de visita, los empotrados
entre otros.
