Instituto Tecnologico De Villahermosa

INSTITUTO TECNOLOGICO DE VILLAHERMOSA ABASTECIMIENTO DE AGUA Resumen TEMA IV Tanques de Regularización y Almacenamiento

Tanques de regularización y almacenamiento 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.

Tipos de tanques Régimen de demanda y oferta Cálculo de la capacidad de regularización Cálculo de la capacidad de almacenamiento. Planos constructivos tipo.

Miguelito: Quiero platicarte cuales son las obras o tanques de regularización y almacenamiento que se construyen en un sistema de conducción para el abastecimiento de agua potable. ¿Que es un tanque de regulación o almacenamiento?

Los Tanques de Almacenamiento son estructuras de diversos materiales, de diferentes formas geométricas y por lo general son usadas para guardar y/o preservar líquidos pero principalmente agua potable.

¡muy bien! Así me podrás explicar ¿cual es el objeto de estas obras?

El objeto de una obra o tanque de regularización es transformar un régimen de aportación (de la conducción) constante en un régimen de demandas variables (línea de distribución), en estas estructuras se almacena el agua que no se consume en las horas de demandas mínimas. Para aprovecharla después en las horas de máxima demanda.

Consumo Aportación Constante 100%

Regulación Variable

Por eso, se necesita construir un deposito que asegure la compensación del abasto de tal manera que almacene el sobrante de las horas de máximo consumo además, cuando se cuenta con la planta potabilizadora permite una operación constante a pesar de las variaciones de las demandas.

si, así es, también el propósito del tanque de almacenamiento es: disponer, además del volumen de regularización, de un volumen adicional como reserva de previsión de incendios

o una suspensión que pueda presentarse por contaminación de la fuente o por reparación de la línea de conducción o de la obra de captación.

¿Y como son estos tanques?, ¿Qué forma tienen?

Un tanque puede ser superficial o elevado, circular o rectangular, etc. Con respecto a esta ultima forma, la relación de ancho a largo en función del menor costo está dada por la expresión n + 1 2n

¿Qué representa la n?

La n es el número de divisiones o compartimientos cuando se construye de forma rectangular

¿y como se clasifican?

También estos tanques tienen su clasificación

Por el material con que se construyen pueden ser: metálicos, de concreto armado y de mampostería.

Se llaman superficiales cuando la plantilla del depósito esta en contacto directo con el suelo

El tanque mas socorrido es el superficial de forma rectangular, se recurre a los tanques elevados cuando topográficamente no se dispone de elevación apropiada para emplazar un tanque superficial.

¿Para la localización y construcción de estos depósitos, se requiere cierta experiencia en este campo?

Claro para determinar la capacidad y la localización de la fuente de abastecimiento y líneas de conducción deberá tener conocimientos de:

¿Qué significa la m. c. a.

Significa un metro de columna de agua; que es “una unidad de presión que equivale a la presión ejercida por una columna de agua pura de un metro de altura”.

La capacidad del tanque de almacenamiento depende del

régimen de aportación y de la ley de demandas. El régimen

de aportaciones (Gasto) es constante ya sea durante la 24 horas del día o parte de él. El régimen o la ley de demandas es variable siempre

La demanda es la Cantidad de agua requerida por una localidad completa, una parte de ella, para el sector industrial, o industria específica, para facilitar las actividades (domésticas, comerciales, industriales, turísticas, etc.) que ahí tienen en el lugar.

Tanque elevado

Tubería de sistema de distribución

fuente

Deposito elevado Almacenamiento superficial Tubería de sistema de distribución

Deposito superficial Observen los tipos de tanques

Y como se calcula la capacidad del tanque

Para determinar la capacidad del tanque de regulación se utiliza la siguiente ecuación:

C = 3.6 R Q máx D. Donde: C = Capacidad del tanque, en m3

R = Coeficiente de regulación

Recuerden para calcular la capacidad del tanque de regulación utilizaremos la formula explicada en este esquema.

QmaxD = Gasto máximo diario, en l/s 3.6 = número de segundos en una hora, entre 1000 para realizar la conversión de litros a m3

Para calcular el volumen de un tanque de regulación utilizaremos esta tabla, donde se anotaran los datos siguientes:

a).- En la primera columna se enlistan las horas del día desde 0 a 24 horas b).- En la columna 2 se anota la ley de entrada (está en función del volumen de agua que sé deposita en los tanques, en la unidad de tiempo considerada, por él o los diferentes conductos de entrada) depende del número de horas al día que le entra agua al tanque; Para calcular la aportación para las 24 horas es =(24 hrs.)(100%)=2400; 2400/24= 100% por hora.

Para calcular el volumen de un tanque de regulación utilizaremos esta tabla, donde se anotaran los datos siguientes:

c).- En la columna 3 se anota la ley de salida o demanda en forma similar a la anterior (porcentajes de gastos horarios respecto del gasto medio horario); solo que esta ley de salidas depende de la demanda de consumo de agua, la que a su vez depende del horario, por ejemplo: se observa que el mayor consumo se presenta de 8:00 a 11:00 am, que generalmente es el horario en el que la gente se prepara para el trabajo o la escuela y además realizan las actividades domésticas.

Para calcular el volumen de un tanque de regulación utilizaremos esta tabla, donde se anotaran los datos siguientes:

d).- En la cuarta columna se obtiene la diferencia algebraica entre el suministro de entrada y la demanda de salidas para la pequeñas poblaciones. e).- finalmente en la última columna se anotan las diferencias acumuladas de salidas, resultantes de la suma algebraicas de las diferencias. En el siguiente ejemplo la aportación será de 12 horas; (Ʃ 2400/12 = 200%); por lo que en cada hora le tendrá que entrar una aportación de 200%.

Ej.: Calcular el coeficiente de regulación para un suministro de entrada de 12 horas, las aportaciones serán a partir de las 7:00 horas y se deberá considerar un Gmaxd = 2.5 l/s, para determinar la capacidad del tanque de regulación. HORAS

0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9 -10 10 - 11 11 - 12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20 20 - 21 21 - 22 22 - 23 23 - 24 Total

SUMINISTRO DE ENTRADAS O APORTACION EN %

DEMANDAS O SALIDAS EN % DE DIFERENTES POBLACIONES 61 62 63 64 65 83 94 120 131 137 134 133 129 126 122 120 119 115 112 106 90 78 71 65 2400

DIFERENCIAS DEL SUMINISTRO Y LA DEMANDA EN %

DIFERENCIAS ACUMULADAS EN %

Ej.: Calcular el coeficiente de regulación para un suministro de entrada de 12 horas, las aportaciones serán a partir de las 7:00 horas y se deberá considerar un Gmaxd = 2.5 l/s, para determinar la capacidad del tanque de regulación. HORAS

SUMINISTRO DE ENTRADAS O APORTACION EN %

DEMANDAS O SALIDAS EN % DE POBLACIONES PEQUEÑAS

DIFERENCIAS DEL SUMINISTRO Y LA DEMANDA EN %

DIFERENCIAS ACUMULADAS EN %

0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9 -10 10 - 11 11 - 12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20 20 - 21 21 - 22 22 - 23 23 - 24 Total

0 0 0

45 45 45 45 45 60 90 135 150 150 150 140 120 140 140 130 130 120 100 100 90 90 80 60 2400

-45 -45 -45 -45

-45

0 0 0 0 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 0 0 0 0 0 2400

-45 -60 -90 +65 +50 +50 +50

-90 -135 -180 -225 -285

-375 -310 -260 -210 -160

+60 +80 +60

-100

+60 +70 +70

+100 +170 +240

+80 +100

+320 +420 +320

-100 -90 -90 -80 -60

-20 +40

+230 +140 +60 0

De los valores de la columna de diferencias acumuladas, se deduce el máximo porcentaje excedente y el máximo porcentaje faltante por lo que: Donde: R= es el coeficiente de regulación Máx. % Excedente = es el valor máximo positivo de las diferencias acumuladas Máx. % Faltante = es el valor máximo negativo de las diferencias acumuladas

7.95%

¡Entonces! ¿cual es el objetivo del tanque de almacenamiento?

Obtenido el coeficiente de regulación de 7.95% y suponiendo que el QmaxD = 2.5 l/s, por lo tanto se tiene que la capacidad del tanque es:

Sustituyendo los datos en la formula C = 3.6 R Q máx D. Tenemos: C = 3.6 x 7.95 x 2.5 = 71.55 m3 por lo tanto la capacidad del tanque regulador será de 72 m3

El objetivo de los tanques de almacenamiento es mantener un depósito de agua permanente con disponibilidad para los usuarios en horas de máximo consumo y permitir el almacenamiento en horas de bajo consumo.

¡Por eso! hay que considerar el volumen de reserva

¡Entonces! Nunca nos faltara agua si prevenimos un volumen de reserva con estos tanques ¿Cuáles son los volúmenes de reserva?

Para el volumen del tanque hay que considerar:  Volumen de compensación: 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 aplica el método de la curva integral, este método es muy específico para cada lugar, no se puede extrapolar de un sitio a otro.  Volumen de emergencia: Volumen necesario para cualquier emergencia, tal

como: falla en el suministro eléctrico, falla de la línea de conducción fuente-tanque. Esta se calcula como un 15% del caudal promedio diario.  Volumen contra incendio: obligado en poblaciones mayores de 5,000

habitantes. Se calcula como el volumen de agua necesario para apagar un incendio que dure un período de 2 horas. En el caso de áreas de vivienda, se toma como el volumen de agua que aporta un hidrante con caudal de 10 l/s, durante ese tiempo. ¡claro! Y también el Gasto

¿este volumen se debe considerar en la construcción del tanque?

¡Pero! ¿tendremos que considerar el Gasto para el diseño?

¡claro! que tendremos que considerar los 2 Gastos de diseño mas importantes para el cálculo en las estructuras de agua potable?

¿y cuales son esos Gastos de diseño?

Lo tomaremos en cuenta para nuestros diseños de estas obras de regulación

¿Y los planos, para que sirven?

Los 2 Gastos de diseño mas importantes son el Gasto máximo diario y Gasto Máximo Horario

Para integrar el proyecto ejecutivo que se define como el conjunto de planos, dibujos, esquemas, memoria y presupuesto general

Además sirven para iniciar la construcción, se representan en planta, elevaciones, cortes, perspectivas, detalles estructurales y especificaciones

Con este resumen terminamos el TEMA IV, Tanques de Regulación y Almacenamiento y su funcionamiento

¡claro! si no estudian

¡Muchas Gracias!