Parámetros de diseño de un Sistema de Agua por

Parámetros de diseño de un Sistema de Agua por Gravedad
Los siguientes son una lista de parámetros de diseño que son importantes en el diseño de los sistemas
de agua potable por gravedad:
1. Límites de Presión Máxima: Los grifos y válvulas cerrados, deben ser la condición de máxima presión
para el sistema. Se utilizará los límites máximos de presión de la tubería para realizar los cálculos. Este
escenario se utiliza al comienzo del diseño para determinar el lugar donde construir el tanque rompepresión en caso de que sea necesario.
2. Aforo de seguridad: El aforo de seguridad es el caudal mínimo de la fuente de agua, que se mide en
la temporada más seca del año. Es importante no sacar más de esta oferta del sistema en cualquier
momento. Si esto ocurre entonces el tanque de captación y / o rompe-presión se vacian y va a entrar aire
en el sistema.
3. Presión Dinámica Negativa o Baja: Si la presión dinámica (P en la Ecuación de Bernoulli) pasa a ser
negativo en cualquier punto del sistema, dos cosas pueden suceder. En primer lugar se está creando un
efecto sifón que está tratando de chupar aire en el sistema. Esto no es deseable porque el agua
subterránea contaminada puede introducirse en la tubería. En segundo lugar, grandes presiones
negativas pueden causar la salida de solución del aire en el agua y provocar bloques de aire. Jordan
[P.52] sugiere que la presión dinámica, si es posible, no se sitúe por debajo de 10 m (98100 Pa presión)
en cualquier parte del sistema y nunca en negativa.
4. Límites de velocidad: La velocidad de flujo en las tuberías no debe ser excesivo porque las
partículas suspendidas en el agua provocarán la erosión excesiva de la tubería. Asimismo, si la
velocidad es demasiada baja estas partículas se asentarán y pueden obstruir las tuberías en los puntos
bajos. Esto requiere lavaderos en los puntos bajos del sistema. Jordan [P.53] sugiere que la velocidad
mínima sea de 0.7m / s y la máxima de 3.0m / s.
5. Flujo Natural: El flujo natural (véase la Sección 8 i) puede permitirse en el sistema en algunas
secciones de tubería. El flujo natural puede ser problemática debido a que la velocidad del agua puede
exceder los límites establecidos en el parámetro 4 arriba y / o aumentar el caudal por encima del aforo
de seguridad en el parámetro 2. Hay que prestar atención especial a estas situaciones.
6. Presión Residual: La presión residual en un grifo o válvula es importante. Si es demasiada alta
provoca la erosión de la válvula, y si es demasiada baja el flujo será mínimo. Jordan [P.141] sugiere los
siguientes límites:
* Mínimo absoluto: 7m
* Umbral mínimo del rango deseado: 10m
* Más deseable: 15m
* Umbral máximo del rango deseado: 30m
* Máximo absoluto: 56m
7. Bloqueos de aire: Estos se producen cuando hay características topográficas entre la fuente y el
depósito que son más bajas que la altura del depósito. El sistema pierde energía ya que estos bloqueos
de aire se comprimen y pueden parar el flujo. Jordan [P.55] sugiere las siguientes prácticas de diseño
para evitar bloqueos de aire:
* Organizar el tamaño de las tuberías para minimizar la pérdida de fricción entre la fuente y el primer bloqueo
de aire.
* Usar tubería de mayor tamaño en la parte superior y tubería de menor tamaño en la parte inferior de las
secciones críticas donde pueden haber bloqueos de aire.
* Los bloqueos de aire mas altos son los mas críticos y deben de eliminarse o minimizarse primero.
* Se pueden colocar válvulas de aire para permitir la salida del aire atrapado en la tubería.
8. Costo: Siempre que sea posible se debe de utilizar diámetros de tubería más pequeños, ya que son
más baratos. Las combinaciones de tuberías de diferente tamaño pueden ser más económicas que de
un solo tamaño. Sin embargo longitudes de tubo debe ser redondeada al entero más cercano de 100m.
También el número de estructuras de hormigón, como tanques de rompe-presión, deben reducirse al
mínimo.
Los grandes sistemas (por ejemplo, 100 grifos o más) son difíciles de analizar matemáticamente y el
cumplimiento de algunos de los parámetros mencionados arriba en caso de que todos los grifos estan
abiertos puede dar lugar a un diseño excesivo del sistema. En estos casos, una regla de oro es permitir
un caudal de 0,02 litros por segundo, cuando todos los grifos están abiertos.