criterios basicos para el diseño de sistemas de abastecimientos de

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NUCLEO BOLIVAR
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
CATEDRA: INGENIERIA SANITARIAS I
CRITERIOS BASICOS PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS
DE ABASTECIMIENTOS DE AGUAS CLARAS
PROFESOR:
REALIZADO POR:
CARLOS PEREZ
GONZALEZ MARIA C.I:19729432
REBOLLEDO ALBANY C.I: 19535968
CIUDAD BOLIVAR, SEPTIEMBRE DEL 2009
TEMA III
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUAS CLARAS
Un sistema de abastecimiento de agua está constituido por una serie de
estructuras presentando características diferentes, que serán afectadas por
coeficientes de diseños distintos en razón de la función que cumplen dentro del
sistema. Por tanto, para su diseño es preciso conocer el comportamiento de los
materiales bajo el punto de vista de su resistencia física a los esfuerzos y los
daños a los que estarán expuestos, así como desde el punto de vista funcional su
aprovechamiento y eficiencia, para ajustarlos a criterios económicos.
Para analizar cada componente y su integración en el conjunto, es
conveniente establecer y analizar aquellas características que conformaran los
criterios del diseño.
 “Criterios básicos para el diseño”
 Cifras de consumo de agua (cantidad de agua).
 Períodos de diseño
 Variaciones del consumo
 Clases de tubería
 Cifras de consumo de agua
Mediante investigaciones realizadas, se ha llegado a aproximaciones que
hacen cada vez más precisas las estimaciones sobre consumos de agua. Estas
cifras conducen a la determinación de un gasto o consumo medio, lo cual ha de
constituir la base de todo diseño, requiriéndose, por tanto, un conocimiento cabal
de las estimaciones. Estas cifras de acuerdo a las características del uso se
expresan en:
-lts/ habitantes/día
DOTACIÓN
-lts/viviendas/día
-lts/edificaciones/día.
-otras
Cuando se dispone de planos urbanísticos que presentan áreas zonificadas
de acuerdo al uso, es fácil obtener y predecir los consumos con bastante
aproximación; pero para los proyectos de abastecimiento de agua en zonas donde
tal regulación no existe, se hace necesario estimar los consumos per cápita, en
cuyo caso deben valorarse todos los factores que tiendan a modificar estas cifras.
Para la determinación de los consumos per cápita se han realizado
investigaciones sobre mediciones de los consumos de agua en comunidades que
presentan determinadas características (se colocan medidores de flujo
suministrado a viviendas, se realizan mediciones durante un año y se calcula el
volumen utilizado diariamente por persona). Ello ha permitido, de una manera
aproximada, llegar a asignar cifras de consumos que posteriormente pueden ser
utilizadas para el diseño de abastecimientos de agua en otras comunidades.
Algunas de estas investigaciones señalan los siguientes valores:
POBLACIONES
URBANAS
Barquisimeto
Valencia
Mérida
Puerto Cabello
La guaira
San Fernando de Apure
Cúa
DOTACIÓN
(LTS/HAB/DÍA)
190
256
301
320
450
215
130
Tabla Nro. 1 Consumos de agua en poblaciones urbanas (Venezuela).
Fuente: Simón A rocha, Abastecimientos de agua 7ª ed., pág. 4.
ZONA
POBLACIONES RURALES
1
La ensenada, El potrero (Zulia) Barrera(Carabobo)
Los Rastrojos (Lara)
2
El Socorro(Monagas)
DOTACIÓN
(LTS/HAB/DÍA)
151
110
Mijagual ( Barinas)
3
Barrancas ( Monagas)
84
4
Santo Domingo (Mérida)
166
5
Dabajuro (Falcón)
113
Tabla Nro. 2 Consumos de agua en poblaciones rurales (Venezuela).
Fuente: Simón A rocha, Abastecimientos de agua 7ª ed., pág. 4.
Las Investigaciones señaladas muestran un rango bastante amplio. En
nuestro país por razones de programación se ha separado la ejecución de
Programas de Acueductos en dos sectores que se han definido como Rural y
Urbano
-Urbanos: entre 5000 y más habitantes
Programas de Acueductos
-Rural: menor a 5000 habitantes
A tal efecto Las Normas del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social
(S.A.S). “Normas para el estudio, diseño y construcción de acueductos en
localidades pequeñas (Rurales)” considera Art. 23 “Para los efectos de diseño
deberá consumirse un consumo mínimo de 150 lts/hab/día”
Por su parte, las Normas del Instituto Nacional de Obras para el Sector
Urbano (l.N.O.S) seña1a lo siguiente: “cuando sea necesario proyectar un
sistema de abastecimiento de agua para una ciudad y no se tengan datos
confiables sobre consumo, se sugieren como mínimos permisibles para objeto del
diseño, lo indicado en la siguiente tabla”
POBLACIONES
URBANAS
(HABITANTES)
HASTA 20.000
CON MEDIDOR
DOTACIÓN
(LTS/HAB/DÍA/)
200
SIN MEDIDOR
DOTACIÓN
(LTS/HAB/DÍA/)
400
DE 20.000 A 50.000
250
500
MAYOR A 50.000
300
600
Tabla nro. 3 Consumos mínimos permisibles. Normas INOS
Fuente: Simón Arocha, Abastecimientos de agua 7ª ed., pág. 4.
Estos rangos de valores, permiten flexibilidad en la estimación, por lo cual el
criterio y buen juicio en la selección de este factor es el elemento importante pera
un buen diseño. A este respecto, conviene analizar los factores que permiten la
escogencia de un valor dentro de estos rangos de valores.
• Factores que afectan al consumo:
1. Tipo de comunidad
Una comunidad o zona a desarrollar está constituida por sectores
residenciales, comerciales, industriales y recreacionales, cuya composición
porcentual es variable para cada caso. Esto nos permite fijar el tipo de consumo
de agua predominante y orientar en tal sentido las estimaciones:
a) Consumo doméstico: Constituido por el consumo familiar de agua de
bebida, lavado de ropa, baño y aseo personal, cocina, limpieza, riego de
jardín, lavado de carro y adecuado funcionamiento de las instalaciones
sanitarias. Representa generalmente el consumo predominante en el
diseño.
b) Comercial o industrial: Puede ser un gasto significativo en caso donde
las áreas a desarrollar tengan una vinculación industrial y comercial. En tal
caso, las cifras de consumo deben basarse en el tipo de industria y
comercio, más que en estimaciones referidas a áreas o consumos per
cápita.
c) Consumo público: Está constituido por el agua destinada a riego de
zonas verdes, parques y jardines públicos, así como la limpieza de las
calles.
d) Consumo por pérdida en la red: Es motivado por juntas en mal estado,
válvulas y conexiones defectuosas y puede llegar a representar hasta un
35%.
e) Consumo por incendio: En términos generales, puede decirse que un
sistema de abastecimiento de agua representa el más valioso medio para
combatir incendios, y que en el diseño de alguno de sus componentes este
factor debe ser considerado de acuerdo a la importancia relativa en el
conjunto y de lo que esto puede significar para el conglomerado que sirve.
Las normas INOS, contemplan “consumo contra incendio. Para el cálculo
de las dotaciones contra incendio se supone una duración de los mismos de 4
horas los gastos a usar son los siguientes”:
1) 10 lts/seg: zona residencial unifamiliar de viviendas aisladas.
2) 16 lts/ seg: Zona residencial, comercial o mixta con 120 por 100 de área
de construcción aislada o construcciones unifamiliares continúas.
3) 32 lts/seg: zona industrial de comercio y vivienda con áreas de
construcción mayores de 120 por 100 y áreas de reunión pública como
iglesias, cines, teatros, graderíos para espectadores, etc.
4) No se exigirá dotación de incendio en parcela miento con un período
igual a 4 lotes por Ha, o menor destinadas a viviendas unifamiliares
aisladas.
2. Factores socioeconómicos
Las características económico-sociales de una población pueden
evidenciarse a través del tipo de vivienda. Este factor se puede evaluar al analizar
para diversas zonas del país los consumos de agua en viviendas como se
muestra en la siguiente tabla.
Promedio
Lts/hab/día
Lts/viv/día
Rancho
85
562
Vivienda Rural
127
849
Casa
149
966
Quinta
1100
227
Tabla nro 3 Consumos per cápita de acuerdo al tipo de vivienda
Fuente: Simón A rocha, Abastecimientos de agua 7ª ed., pág. 6.
3. Factores meteorológicos
La temperatura ambiente de las diferentes zonas define, en cierto modo el
consumo de la población. La influencia de las épocas lluviosas y de la temperatura
en zonas estudiadas refleja las variaciones de consumo teniéndose como
conclusión que mientras mayor sea la temperatura mayor será el consumo.
4. Tamaño de la comunidad
Los consumos per cápita aumentan con el tamaño de la comunidad. El
crecimiento poblacional provoca consecuentemente con el desarrollo económico y
demográfico un incremento de su consumo per cápita.
5. Otros factores
Con frecuencia se considera que influyan en los consumos otros factores
como: calidad del agua, eficiencia del servicio, tarifa, etc., sin embargo estos son
aspectos que aunque se reconoce que influyen decisivamente en los consumos,
no son factores a considerar dentro del diseño, sobre todo porque un buen diseño
debe satisfacer condiciones óptimas de servicio y de calidad del agua.
ARTICULOS DE LA GACETA OFICIAL DE LA REPÚBLICA DE VENEZUELA
USADOS PARA LA SOLUCIÓN DEL PROBLEMA.
Capítulo VII — Gaceta No. 4044 Extraordinaria MSAS — 28/09/1988
CAPITULO VII
De las dotaciones de agua para las edificaciones
Artículo 108
Las dotaciones de agua para las edificaciones destinadas a: vivienda,
instituciones, comercios, industrias, uso recreacional y deportivo, para riego de
jardines y áreas verdes y para otros usos, se calcularán de acuerdo con lo
establecido en el presente capítulo. Cualquier valor diferente de los aquí
señalados deberá ser debidamente justificado mediante un análisis de consumos
reales.
Artículo 109
Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a viviendas
unifamiliares o multifamiliares, se determinarán de acuerdo con lo que se
establece a continuación:
A.-Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a viviendas unifamiliares,
se determinaran en función del área total de la parcela o del lote donde la
edificación va a ser construida o exista, de acuerdo con la Tabla:
DOTACIONES DE AGUA PARA LAS EDIFCACIONES DESTINADAS A
VIVIENDAS UNIFAMILIARES
NOTA: Las dotaciones antes señaladas incluyen el consumo de agua para usos
domésticos y el correspondiente al riego de jardines y áreas verdes de la parcela o
lote.
B-Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a viviendas
multifamiliares, se determinaran en función del número de dormitorios de que
consta cada unidad de vivienda, de acuerdo con la Tabla:
DOTACIONES DE AGUA PARA EDIFICACIONES DESTINADAS A VIVIENDAS
MULTIFAMILIARES
Cuando en un proyecto de desarrollo urbanístico no se tengan definidas las
características de las edificaciones, las dotaciones podrán calcularse multiplicando
el área total de la parcela por un factor K (lts/día/m2), equivalente al porcentaje del
urea bruta de construcción expresado en porcentaje, dividido por 10.
NOTA: las dotaciones de agua antes señaladas corresponden a consumos para
usos domésticos exclusivamente. Las dotaciones de aguas necesarias para
satisfacer los consumos correspondientes a: riego de jardines y áreas verdes, para
instalaciones y servicios anexos a la edificación, restaurantes, bares, lavanderías,
estacionamientos cubiertos, piscinas, oficinas, comercios, lavado (le carros y
otros, se calcularan adicionalmente de acuerdo con lo estipulado para cada caso
en el presente capítulo de estas normas.
C- Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a viviendas bifamiliares
se determinaran de la siguiente manera:
C1-Para la unidad de vivienda ubicada en planta baja a nivel del lote o de la
parcela, se determinara en función del área total de La parcela o del lote
donde la edificación vaya a ser construida o exista, de acuerdo con las
dotaciones correspondientes a las edificaciones destinadas a viviendas
unifamiliares, según el aparte A de este articulo.
C2-Para la unidad de vivienda ubicada sobre la anterior, se aplicara la tabla
correspondiente a la dotación de agua para edificaciones destinadas a
viviendas multifamiliares, según el aparte B de este artículo.
NOTA: Las edificaciones destinadas a viviendas pareadas o a viviendas contiguas
son consideradas como viviendas aisladas a los fines de la determinación de sus
dotaciones de acuerdo a lo establecido en los apartes A y C de este artículo.
Artículo 110
Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a instalaciones de
uso público o articular, se determinarán de acuerdo con lo que se indica a
continuación:
A.- Centros Asistenciales:
A. 1 Con Hospitalización
800 litros/día/cama
A.2 Con Consulta Externa
500 litros/día/consultorio
A.3 Con Clínicas Dentales
1000 litros/día/unidad dental
B.- Planteles Educacionales:
B.1 Con alumnado externo 40 litros/alumno/día
B.2 Con alumnado semi-interno 70 litros/alumno/día
B.3 Con alumnado Interno o residente 200 litros/ alumno/día
B.4 Por personal residente en el plantel 200 litros/persona/día
B.5 Por personal no residente 50 litros/persona/día
Nota: La dotación de agua para Planteles Educacionales que funcionen con dos o
más turnos, se determinará multiplicando la dotación calculada de acuerdo con las
cifras anotadas anteriormente, por el número de turnos que corresponda.
C.- Cuarteles
300 litros/persona/día
D.- Cárceles
200 litros/persona/día
E.- Iglesias
0.5 litros/día/m2 área pública neta
F- Oficinas Públicas
6 litros/día/m2 área de local
G-Otras Instituciones de uso público o particular. A juicio de la Autoridad Sanitaria
Competente
NOTA: Las dotaciones de agua señaladas no incluyen consumos de agua para
riego de jardines de áreas verdes de la parcela o lote correspondiente a la
edificación, ni los requeridos por servicios anexos o complementarios tales como:
restaurantes, cafetines, comedores, bares, cafeterías, lavanderías, comercios,
oficinas y otros. Estos consumos de agua se calcularán adicionalmente de
acuerdo con lo estipulado para cada caso en estas nomas.
Artículo 111
Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a comercios, se
determinaran de acuerdo con lo que se indica a continuación:
A- Oficinas en general….6 litros/día/m2 de local destinado a oficinas
B-Depósitos de materiales equipos y artículos manufacturados…0.50 litros/día/m2
de área útil de local y por turno de 8 horas de trabajo.
C-Mercados…. 15 litros/día/m2 de área de ventas
D-Carnicerías, Pescaderías y similares… 25 litros/día/m2 de área de ventas.
E-Supermercados, casas de abasto locales comerciales de mercancías seca… 20
litros/día/m2 de área de ventas.
F- Restaurantes… 50 litros/día/m2 de área útil de local
G- Bares, cervecerías, fuentes de soda y similares… 60 litros/día/m 2 de área útil
de local.
H- Centros comerciales 10litros/día/m2 de área bruta de construcción destinada a
comercio.
I-Hoteles, moteles y similares… 500 litros/día/dormitorio
J- Pensiones… 350 litros/día/dormitorio.
K- Hospedajes… 25 litros/día/ m2 de área destinada a dormitorio
L- Lavanderías al seco, tintorerías y similares… 30 litros/kilo de ropa a lavar.
M- Lavanderías (ropas en general)… 40 litros/ kilo de ropa a lavar.
N- Estacionamientos cubiertos para vehículos de motor 2 litros/día/m 2 de
estacionamiento cubierto
O- Estaciones para lavado de vehículos
O.1 Con equipos de lavado automáticos…12800litros/día/equipo automático
de lavado
O.2 Con equipos de lavado no automáticos 8000 Litros/día/equipo no
automático de lavado
P- Bombas de gasolina… 300 litros/día/bomba instalada.
Q- Para otras edificaciones no especificadas a juicio de la autoridad sanitaria
competente.
NOTA: Las dotaciones de agua señaladas no incluye consumos de agua para
riego de áreas verdes no jardines, así como tampoco consumos de agua de
servicio, instalaciones o construcciones anexas, o complementarias de las
edificaciones destinadas a comercio. De existir estas, las dotaciones deberán
calcularse adicionalmente, en un todo de acuerdo con lo establecido en el
presente capítulo de estas normas.
Artículo 112
Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a Industrias, se
calcularán añadiendo al consumo de agua requerido para los fines sanitarios del
personal de trabajadores y de empleados de la industria, el correspondiente a las
operaciones Industriales propiamente dichas, de acuerdo con lo que se especifica
a continuación:
a.- La dotación de agua requerida para los fines sanitarios por los
trabajadores y empleados de la Industria, será de 80 litros por cada trabajador y
por cada empleado, por turno de trabajo de ocho (8) horas. En el caso de que la
Industria funcione durante dos o más turnos por día, la dotación de agua se
calculará multiplicando la dotación calculada según se indicó, por el número de
turnos que correspondan.
NOTA: La dotación de agua antes señalada no incluye dotación para otros usos
tales como riego de jardines y áreas verdes, instalaciones y servicios anexos o
complementarios tales como áreas de recreación, restaurantes, comedores,
cafeterías, oficinas, comercios, estacionamientos cubiertos, lavado de carros y
otros. Tales dotaciones se calcularán adicionalmente de acuerdo con lo
estipulado para cada caso en el presente capítulo de estas normas.
b.- El consumo de agua para fines industriales se calculará de acuerdo
con el tipo de industria, sus procesos específicos de manufactura, las unidades
diarias de producción y el número de turnos de funcionamiento.
Artículo 113
Las dotaciones de agua para edificaciones e instalaciones destinadas a
fines recreacionales, deportivos, diversión y esparcimiento, se determinaran de
acuerdo con lo indicado en la Tabla
DOTACIONES DE AGUA PARA EDIFICACIONES E INSTALACIONES
DESTINADAS A FINES RECREACIONALES, DEPRTIVOS, DIVERSIÓN Y
ESPARCIMIENTO.
NOTA: Las dotaciones de agua antes señaladas son para fines sanitarios
exclusivamente y no incluye consumos para riego de jardines y áreas verdes ni
para instalaciones y servicios anexos o complementarios tales como restaurantes,
bares, cafeterías, lavanderías, oficinas, comercios, estacionamientos, lavado de
carros, etc. Las dotaciones de agua para instalaciones y servicios se calcularan
adicionalmente de acuerdo con lo estipulado para cada caso en el presente
capítulo de estas normas.
Artículo 114
La dotación de agua para edificaciones destinadas a alojamiento, cuidado y cría
de animales, tales como: caballerizas, establos, granjas porcinas, polleras y
similares se determinan de acuerdo a la tabla
DOTACIÓN DE AGUA PARA EDIFICACIONES DESTINADAS A ALOJAMIENTO,
CUIDADO Y CRÍA DE ANIMALES
Edificaciones para
Ganado lechero
Bovinos
Ovinos
Equinos
Porcinos
Pollos, gallinas, pavos, patos, gansos
Dotación en lts/día/animal
120
14
10
40
10-30*
20 lts/día/cada 100 aves
*El número 10lts/día se recomienda solo para cochineras de piso de rejilla.
Nota: Las dotaciones anteriores no incluyen consumos de agua para riego de
jardines y áreas verdes, ni para viviendas anexas, oficinas, comercios y otras
instalaciones y servicios anexos o complementarios. Tales dotaciones deberán
calcularse adicionalmente en un todo de acuerdo con lo indicado para cada caso
en el presente capítulo de estas normas.
Artículo 115
La dotación de agua riego de jardines y áreas verdes se calculara a razón
de dos (2) litros por día y por metro cuadrado de área verde o de jardín a regar. No
se requerirá incluir en el cálculo de esta dotación, las áreas pavimentadas,
engrazonadas u otras áreas no sembradas.
Artículo 116
Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas a usos no
especificados, contemplados en el presente capítulo de estas normas, serán
establecidas a juicio de la Autoridad Sanitaria Competente.
Figura 1. Determinar las dotaciones de acuerdo a la descripción por
manzanas (A, B, C, D, F)
A
E
1.
2.
3.
4.
2000 m2
2200m2
1500m2
2000m2
11000m2
5.
3000m2
1-200
2-1000
150 3-2000m2
1. 5000 m2
2- B
600m2
2. 6000m2
4-600m2 5-600
C
3800m2
D
B
4900m2
3.
6000 m2
4. 8000m2
6-600 7-600
51500m2
1-3000m2
2-3000m2
F
3-3000m2
A
Viviendas unifamiliares aisladas
1. Lavandería, 8 Lavadoras De 6kg C/U
2. Estacionamientos, 100 Carros
B
3. Oficinas, 20 de 50 cm2 c/u
4. Piscina Olímpica
5. Bomba de gasolina: 5 bombas instaladas
1. Escuela: 9 aulas. 30 alumnos por aula. Mañana básico.
2. Ambulatorio: 10 consultorios 40 m2 c/u
C
3. Iglesia: 1000 m2 área neta
4. Mercado: 50 puestos de 30 m2 c/u
D
F
1. Parque
2. Vivienda bifamiliar pareada ½ área c/u
4.5.6.7 Viviendas bifamiliares PB- PA 3 dormitorios c/u
1 Edificio: 10 pisos 4 apartamentos / piso. 2 apartamentos de 3
habitaciones
2 centros comerciales: 200 puestos de venta 120 m 2 c/u
3 hoteles: 50 dormitorios
Estimar población existente y dotación por habitante. Comparar resultados
Manzana A
Artículo 109: dotación en función del área
A1- 2000m2
A2-2 200m2
A3-1500m2
A4-2000m2
A5-3000m2
3.800
4.500
3.400
3.800
5.000
20.500 Lts/ día
Manzana B
Artículo 111: dotaciones de agua para edificaciones destinadas a comercios.
Parte “m”
Lavandería 40 litros / kg de ropa a lavar
1 lavadora x 8kg x 8 horas = 64 kg
8 lavadoras x 64 kg = 512 kg
512 kg x 40 lts = 20.480 lts / día
1. Artículo 111
Parte “n”
Estacionamiento 2 lts/día/m2 de estacionamiento cubierto
Estimo 12m2/carro
100 carros = 1200 m2
1200m2 x 2 lts/día/m2 = 2400 lts/ día
2. Artículo 111
Parte “a”
6 lts/día/m2 de local de oficinas.
Oficinas
20 Oficinas x 50 m2 = 1000m2 x 6 lts / día/ m2 = 6000 lts/día
3. Artículo 113
Piscinas con recirculación
400 m2
4000lts/día
10 lts/ día/ m2 de proyección horizontal
4. Artículo 111 “p”
Bomba gasolina
5 bombas
300 lts/día/ bomba
1500 lts/día = 34800 lts/día
Manzana C
1. Artículo 110 “b”
Escuela con alumnado externo 40 lts/alumno/ día
Capacidad 9 aulas x 30 alumnos = 270 alumnos x 40 lts/día/alumno =
10800 lts/día
2. Artículo 110 “a”
Ambulatorio consulta externa 500 lts/día/ consultorio
Unidad dental 1000 lts/día/unidad dental
20 consultorios
10000 lts/día
2 unidades dentales 2000 lts/ día
Total = 12000 lts/día
3. Artículo 110 “e”
Iglesia
0.5 lts/ día/m2 área pública neta
500 feligreses x m2/feligrés=1500m2x0.5lts/día/Feligres=750lts/día
4. Artículo 111 “c”
Mercado
15 lts /día/ m2 Área de venta
50 puestos x 50 m2 c/u = 2500 m2 x 15 lts /día = 37500lts/día
Total de la manzana 61050 lts/día
Manzana D
1. Artículo 113 tabla 9
Parque
0.25 lts /día/ m2
200 m2 = 50 lts /día
2. Artículo 109 vivienda unifamiliar
1000 m2 = 2600 lts/ día
3. Artículo 113 tabla 9
Cine
3 lts/día/asiento
300 sillas x 3 lts /dís/ asiento= 900 lts/día
4-5-6-7 Articulo 109 c viviendas bifamiliares
a) 4(600m2) 2200 lts/día/ x 4 = 8800 lts/día
4 ( 3 Hab) 1200 lts/día x 4 = 4800 lts /día
13600lts/día