Unidad 5 Redes De Distribucion Eq 1

INDICE

INDICE......................................................................................................................................................1 INTRODUCION........................................................................................................................................2

5.1 TIPOS Y SISTEMAS DE REDES DE DISTRIBUCION...................................................................3 5.2 DISEÑO Y CALCULO HIDRAULICO DE REDES ABIERTAS..................................................8 5.3 DISEÑO Y CALCULO HIDRAULICO DE REDES CERRADAS.............................................11 5.4 DISEÑO DE CRUSEROS Y ACCESORIOS..............................................................................14 5.5 ESPECIFICACIONES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN..................................16 5.6 PRESENTACION DE PROYECTO EJECUTIVO......................................................................22 CONCLUCION.......................................................................................................................................27

INTRODUCION

Una red de distribución (que se denominará en lo sucesivo red) es el conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desde tanques de servicio o de distribución hasta la toma domiciliaria o el hidrantes públicos. Una red de distribución de agua potable se compone generalmente de: a) Tuberías: Se le llama así al conjunto formado por los tubos (conductos de sección circular) y su sistema de unión o ensamble. Para fines de análisis se denomina tubería al conducto comprendido entre dos secciones transversales del mismo. La presión o carga hidráulica que actúa en un punto de una tubería se define por la diferencia entre la cota piezométrica en este punto y la cota del centro de la tubería. En redes de distribución es común manejar las presiones con relación al nivel de la calle en vez de referirlas al centro del tubo. En este caso se les llama presiones disponibles o libres y se calculan para los cruceros de las tuberías. PRESIONES ADMISIBLES. El régimen de presiones en una red depende de dos factores: la necesidad del servicio y las condiciones topográficas de la localidad. Las necesidades del servicio obligan por una parte a seleccionar una presión mínima capaz de atender dos clases de requerimientos: los de las edificaciones y la demanda contra incendio. Por otro lado, presiones muy altas en la red requerirán de tuberías y accesorios más resistentes (más costosos) e incrementaran las fugas (en caso de existir).

5.1 TIPOS Y SISTEMAS DE REDES DE DISTRIBUCION RED DE DISTRIBUCIÓN. Una red de distribución (que se denominará en lo sucesivo red) es el conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desde tanques de servicio o de distribución hasta la toma domiciliaria o el hidrantes públicos. Su finalidad es proporcionar agua a los usuarios para consumo doméstico, público, comercial, industrial y para condiciones extraordinarias como el extinguir incendios. La red debe proporcionar este servicio todo el tiempo, en cantidad suficiente, con la calidad requerida y a una presión adecuada. Los límites de calidad del agua, para que pueda ser considerada como potable se establecen en la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1 vigente. COMPONENTES DE UNA RED. Una red de distribución de agua potable se compone generalmente de: a) Tuberías: Se le llama así al conjunto formado por los tubos (conductos de sección circular) y su sistema de unión o ensamble. Para fines de análisis se denomina tubería al conducto comprendido entre dos secciones transversales del mismo. La red de distribución está formada por un conjunto de tuberías que se unen en diversos puntos denominados nudos o uniones. De acuerdo con su función, la red de distribución puede dividirse en: red primaria y red secundaria. A la tubería que conduce el agua desde el tanque de regulación hasta el punto donde inicia su distribución se le conoce como línea de alimentación, y se considera parte de la red primaria. La división de la red de distribución en red primaria o secundaria dependerá del tamaño de la red y de los diámetros de las tuberías. De esta forma, la red primaria se constituye de los tubos de mayor diámetro y la red secundaria por las tuberías de menor diámetro, las cuales abarcan la mayoría de las calles de la localidad. Así, una red primaria puede ser una sola tubería de alimentación o cierto conjunto de tuberías de mayor diámetro que abarcan a toda la localidad. Piezas especiales: Son todos aquellos accesorios que se emplean para llevar a cabo ramificaciones, intersecciones, cambios de dirección, modificaciones de diámetro, uniones de tuberías de diferente material o diámetro, y terminales de los conductos, entre otros. A las piezas o conjuntos de accesorios especiales con los que, conectados a la tubería, se forman

deflexiones pronunciadas, cambios de diámetro, derivaciones y ramificaciones se les llama cruceros. También permiten el control del flujo cuando se colocan válvulas. 4 c) Válvulas: Son accesorios que se utilizan para disminuir o evitar el flujo en las tuberías. Pueden ser clasificadas de acuerdo a su función en dos categorías: 1) Aislamiento o seccionamiento, las cuales son utilizadas para separar o cortar el flujo del resto del sistema de abastecimiento en ciertos tramos de tuberías, bombas y dispositivos de control con el fin de revisarlos o repararlos; y

2) Control, usadas para regular el gasto o la presión, facilitar la entrada de aire o la salida de sedimentos o aire atrapados en el sistema. d) Hidrantes: Se le llama de esta manera a una toma o conexión especial instalada en ciertos puntos de la red con el propósito de abastecer de agua a varias familias (hidrante público) o conectar una manguera o una bomba destinados a proveer agua para combatir el fuego (hidrante contra incendio). Los hidrantes públicos son tomas compuestas usualmente por un pedestal y una o varias llaves comunes que se ubican a cierta distancia en las calles para dar servicio a varias familias. El agua obtenida del hidrante público es llevada a las casas en contenedores tales como cubetas u otros recipientes. Se utilizan en poblaciones pequeñas en los casos donde las condiciones económicas no permiten que el servicio de agua potable se instale hasta los predios de los usuarios. e) Tanques de distribución: Un tanque de distribución es un depósito situado generalmente entre la captación y la red de distribución que tiene por objeto almacenar el agua proveniente de la fuente. El almacenamiento permite regular la distribución o simplemente prever fallas en el suministro, aunque algunos tanques suelen realizar ambas funciones. Se le llama

tanque de regulación cuando guarda cierto volumen adicional de agua para aquellas horas del día en que la demanda en la red sobrepasa al volumen suministrado por la fuente. La mayor parte de los tanques existentes son de este tipo. Algunos tanques disponen de un volumen de almacenamiento para emergencias, como en el caso de falla de la fuente. Este caso es usualmente previsto por el usuario, quien dispone de cisternas o tinacos, por lo que en las redes normalmente se utilizan tanques de regulación únicamente. Una red de distribución puede ser alimentada por varios tanques correspondientes al mismo número de fuentes o tener tanques adicionales de regulación dentro de la misma zona de la red con el fin de abastecer sólo a una parte de la red. f) Tomas domiciliarias: Una toma domiciliaria es el conjunto de piezas y tubos que permite el abastecimiento desde una tubería de la red de distribución hasta el predio del usuario, así como la instalación de un medidor. Es la parte de la red que demuestra la eficiencia y calidad del sistema de distribución pues es la que abastece de agua directamente al consumidor. g) Rebombeos: Consisten en instalaciones de bombeo que se ubican generalmente en puntos intermedios de una línea de conducción y excepcionalmente dentro de la red de distribución. Tienen el objetivo de elevar la carga hidráulica en el punto de su ubicación para mantener la circulación del agua en las tuberías. Los rebombeos se utilizan en la red de distribución cuando se requiere: - Interconexión entre tanques que abastecen diferentes zonas. - Transferencia de agua de una línea ubicada en partes bajas de la red al tanque de regulación de una zona de servicio de una zona alta. Incremento de presión en una zona determinada mediante rebombeo directo a la red o "booster". Esta última opción se debe evitar, y considerar sólo si las condiciones de la red no permiten la ubicación de un tanque de regulación en la región elevada. h) Cajas rompedoras de presión: Son depósitos con superficie libre del agua y volumen relativamente pequeño, cuya función es permitir que el flujo de la tubería se descargue en ésta, eliminando de esta forma la presión hidrostática y estableciendo un nuevo nivel estático aguas abajo. PRESIONES DISPONIBLES. La presión o carga hidráulica que actúa en un punto de una tubería se define por la diferencia entre la cota piezométrica en este punto y la cota del centro de la tubería. En redes de distribución es común manejar las presiones con relación al nivel de la calle en vez de referirlas al centro del tubo. En este caso se les llama presiones disponibles o libres y se calculan para los cruceros de las tuberías.

PRESIONES ADMISIBLES. El régimen de presiones en una red depende de dos factores: la necesidad del servicio y las condiciones topográficas de la localidad. Las necesidades del servicio obligan por una parte a seleccionar una presión mínima capaz de atender dos clases de requerimientos: los de las edificaciones y la demanda contra incendio. Por otro lado, presiones muy altas en la red requerirán de tuberías y accesorios más resistentes (más costosos) e incrementaran las fugas (en caso de existir). Por lo tanto, en ningún punto de la red la presión debe exceder una presión máxima permisible. La presión mínima debe verificarse en la red de distribución de tal manera que en todos los puntos se tenga una presión por lo menos igual a ésta en la hora de máxima demanda y, se garantice un suministro mínimo. En cambio, la máxima se presentara cuando exista poca demanda y la red continúe funcionando a presión. El establecimiento de estas condiciones en una localidad se combina con su topografía. Como resultado de esto, en los puntos más elevados, la presión disponible en las horas 6 de máximo consumo no debe ser inferior a la presión mínima requerida; en cambio, en los más bajos, esta presión no debe ser superior a la presión máxima especificada. ZONAS DE PRESIÓN. Las zonas de presión son divisiones realizadas en la red de distribución debido a la topografía, el tamaño o las políticas de operación de la localidad. La zonificación o división en zonas de presión es aconsejable cuando se sobrepasan las presiones admisibles en la red de distribución, es decir, al cumplir con la presión mínima requerida en una parte de la red se sobrepasa la presión máxima permisible en otra parte de la misma. Lo anterior sucede cuando la topografía de la localidad es muy irregular o cuando la localidad es muy grande. Usualmente las zonas de presión pueden interconectarse entre sí para abastecerse en forma ordinaria cuando se tiene una sola fuente, o extraordinaria (incendio, falla de la fuente, reparaciones, etc.) cuando se tienen varias fuentes. La interconexión entre las zonas de presión se hace mediante la maniobra de válvulas, descarga directa a tanque o uso de válvulas reductoras de presión en el caso de zonas bajas, o de rebombeos a zonas altas. Las políticas de operación influyen en la zonificación debido a la existencia de límites políticos, mejor control del abastecimiento y su distribución, así como de la operación y mantenimiento de la red de distribución.

TIPOS DE PROYECTOS DE REDES. La mayor parte de las obras que se hacen en las redes de distribución en las ciudades son para mejorar o para ampliar las redes que ya existen, solamente una pequeña proporción son para dar servicio a zonas nuevas o aisladas. Por tanto, se requieren dos tipos de proyectos denominados de rehabilitación y nuevos. Los proyectos de rehabilitación se hacen cuando se debe modificar una parte de la red para mejorar su funcionamiento hidráulico, o bien, cuando cambios en el uso del suelo o ampliaciones a la zona de servicio obligan a incrementar la capacidad de la red de distribución. Los proyectos nuevos se requieren cuando se debe dar servicio por primera vez a una zona, o cuando es necesario hacer una ampliación a una red existente que por su magnitud en proyecto ya no puede catalogarse como una rehabilitación.

5.2 DISEÑO Y CALCULO HIDRAULICO DE REDES ABIERTAS Las redes abiertas o ramificadas: Son redes de distribución constituidas por un ramal troncal y una serie de ramificaciones o ramales que pueden constituir pequeñas mallas, o constituidos por ramales ciegos. Principios generales de diseños de redes abiertas La principal desventaja de las redes del tipo Abierto es que, ante la falla o rotura de alguna de las tuberías que la conforman, se tendrá que afectar (dejar sin servicio) a todos los usuarios que estén atendidos desde las tuberías aguas abajo de la rotura, mientras se realiza la reparación necesaria. En cuanto al cálculo, una pequeña ventaja que tiene la Red de Distribución de Agua Potable del Tipo Abierta es que su resolución es directa, limitándose al cálculo de las pérdidas en cada tubería, para los caudales en tránsito, para obtener posteriormente los valores de la línea Piezométrica y Presión en cada Nodo de ella. Procedimiento para el cálculo de redes abiertas 1.

Se hace el trazo de la red a partir del tanque

2.

Se obtiene el coeficiente de gasto por metro de tubería o gasto específico

3.

Se marca en un plano topográfico la que será la línea principal de distribución a partir

del tanque 4.

Se calculan los gastos principales y secundarios

5.

Se calculan para la línea principal los gastos acumulados del final de la red, hasta el

inicio de ella 6.

Se estiman los diámetros o diámetro de la línea

7.

Se determinan las pérdidas de carga por fricción a partir del tanque para cada tramo

de la línea principal 8.

Se determinan las elevaciones piezométricas y las cargas de presión en cada crucero

9.

Se determina el diámetro de las tuberías secundarias

10.

Se termina la numeración de los cruceros faltantes y se efectúa su diseño, colocando

las válvulas de seccionamiento en forma adecuada

ANALISIS DEL CÁLCULO DE UNA RED ABIERTA 

En puntos determinados de la red pueden ocurrir descargas o salidas de agua, además de las posibles ramificaciones. Esos puntos se denominan nudos de consumo. Pero también es un nudo el punto donde cambian las características del conducto, como su diámetro o su rugosidad, así no haya consumo ni ramificación.



En puntos determinados de la red pueden ocurrir descargas o salidas de agua, además de las posibles ramificaciones. Esos puntos se denominan nudos de consumo. Pero también es un nudo el punto donde cambian las características del conducto, como su diámetro o su rugosidad, así no haya consumo ni ramificación.

HIDRUALICA DE LA CONDUCCION 

Continuidad. En cada nudo se plantea una ecuación de continuidad. Sea Qi el caudal que circula por el tramo i, que termina en el nudo j, y sea qj el caudal que se descarga en el nudo j:



Qi = Qi+1 + qj



Energía. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y cada extremo, que puede ser una descarga sumergida en un tanque, una descarga libre a la atmósfera o el inicio de otro tubo se escribe la ecuación de la energía:



Htanque de suministro = Hextremo final + Σhf + ΣhL

La solución simultánea de las ecuaciones de continuidad y de energía resuelve cualquier tipo de problema en redes abiertas.

Características adicionales de las redes abiertas 

Diseño de la red: estudio de la ecuación de la energía. Entre el extremo de suministro, con frecuencia un tanque, y cada extremo final, que puede ser una descarga sumergida en un tanque, una descarga libre a la atmósfera o el inicio de otro tubo, se escribe la ecuación de la energía:



Htanque de suministro = Hextremo final + Σhf + ΣhL

Para el desarrollo que sigue se supone flujo permanente e incompresible y que se conocen el desnivel HT entre la superficie libre del tanque superior, abierto a la atmósfera, y los extremos de la red; las presiones se asumen manométricas; se conocen las cotas en todos los nudos de consumo, la presión de servicio para cada usuario, los extremos son los medidores de consumo en la acometida de los usuarios con consumo constante y conocido en los nudos 1 a 4, así sea nulo, y en los extremos 1 a 5; longitudes, rugosidades y coeficientes de pérdida local conocidos en los tubos 1 a 9.

Debe determinarse el diámetro en cada tramo. 

Continuidad en cada nudo:



Ecuación de la energía por cada recorrido, para el recorrido 1+2+3:



Velocidad media en cada tubo

5.3 DISEÑO Y CALCULO HIDRAULICO DE REDES CERRADAS Las redes cerradas son conductos ramificados que forman anillos o circuitos, se alimentan desde uno o varios suministros y conducen el agua entre ellos o desde ellos, y los nudos y extremos finales por más de un recorrido posible. Las redes cerradas son tuberías principales que se comunican unas con otras, formando circuitos cerrados que forman mallas y se caracterizan por el hecho de que la alimentación de las tuberías puede efectuarse por sus dos extremos indistintamente, según se comporten las tuberías adyacentes, de manera que el sentido de la corriente no es siempre forzosamente el mismo. En la práctica, la mayoría de los sistemas de tuberías están constituidos por muchas tuberías conectadas de forma compleja con muchos puntos con caudales entrantes y salientes. Tal sistema de tuberías se conoce como red de tuberías y realmente es un complejo conjunto de tuberías en paralelo. El análisis numérico de las redes de tuberías es extremadamente complejo, pero pueden obtenerse soluciones al utilizar el método de Hardy Cross, llamado así en honor de la persona que desarrolló el método. EL MÉTODO DE HARDY CROSS El Método de Aproximaciones Sucesivas, de Hardy Cross, está basado en el cumplimiento de dos principios o leyes: 

Ley de continuidad de masa en los nudos;



Ley de conservación de la energía en los circuitos.

El planteamiento de esta última ley implica el uso de una ecuación de pérdida de carga o de "pérdida" de energía, bien sea la ecuación de Hazen & Williams o, bien, la ecuación de Darcy & Weisbach. FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE HARDY CROSS El método se fundamenta en las dos leyes siguientes: LEY DE CONTINUIDAD DE MASA EN LOS NUDOS: "La suma algebraica de los caudales en un nudo debe ser igual a cero“ LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA EN LOS CIRCUITOS: "La suma algebraica de las "pérdidas" de energía en los tramos que conforman un anillo cerrado debe ser igual a cero"

La ecuación de Hazen & Williams originalmente expresa:

Donde, V : Velocidad del flujo, m/s. C : Coeficiente de rugosidad de Hazen & Williams, adimensional. D : Diámetro de la tubería, m. Sf: Pérdida unitaria de carga (m/m)

Por continuidad

= =

La ecuación de Hazen & Williams, de naturaleza empírica, limitada a tuberías de diámetro mayor de 2", ha sido, por muchos años, empleada para calcular las pérdidas de carga en los tramos de tuberías, en la aplicación del Método de Cross. Ello obedece a que supone un valor constante para el coeficiente de rugosidad, C, de la superficie interna de la tubería, lo cual hace más simple el cálculo de las "pérdidas" de energía.

Coeficiente Hazen-Williams para algunos materiales Material C Material C 140 Hierro 120 Asbesto cemento galvanizado 130- Vidrio 140 Latón 140 100 Plomo 130Ladrillo de 140 saneamiento 130 Plástico (PE, 140Hierro fundido PVC) 150 nuevo 140 Hierro fundido 10 107- Tubería lisa 113 nueva años 140Hierro fundido 20 89-100 Acero nuevo 150 años 130 Hierro fundido 30 75_90 Acero años 110 Hierro fundido 40 64-83 Acero rolado años 120- Lata 130 Concreto 140 130- Madera 120 Cobre 140 120 Hormigón 120Hierro dúctil 140

5.4 DISEÑO DE CRUSEROS Y ACCESORIOS DISEÑO DE CRUCEROS. La elaboración del plano de cruceros, para una Red de Distribución, constituye una de las etapas del proyecto, que requieren más trabajo. Para la formación de este plano de cruceros, se recomienda seguir los siguientes pasos: 1.- Numerar en el plano de la red todos los cruceros de proyecto, es decir todos aquellos puntos

dela

red,

en

donde se

requiera

proyectar

la instalación

de nuevas

piezas

especiales y / o válvulas. Los números se encerrarán en un círculo. 2.- En una cuadricula (generalmente de 6 X 6 cm. ) se dibujará detalladamente cada crucero, con las piezas especiales, válvulas y tubería existentes, se dibujarán con línea llena , anotando el diámetro en milímetros al final de cada tramo de tubería, indicando en las tés o cruz, los diámetros de 3.- Al proyectar cada crucero, se buscará en los anteriores si ya está proyectado otro crucero igual, en caso afirmativo únicamente se anotará el número del nuevo crucero, en el cuadrito del crucero idéntico. 4.- Al finalizar el proyecto de los cruceros, se recomienda revisarlos, marcando con algún color, tanto en el plano de la red, como en el plano de cruceros. Los números de los cruceros bien proyectados

5.- Se hará un recuento de las válvulas y piezas especiales que intervienen en los cruceros proyectados, y se consignarán en el plano de cruceros bajo el titulo piezas especiales de la red de distribución. LOS OBJETIVOS QUE SE PERSIGUEN AL ELABORAR EL PLANO DE CRUCEROS SON: a).- Proporcionar al Ingeniero Constructor, una guía para la formación de los cruceros de la red. b).- Cuantificar las piezas especiales y válvulas, para la compra de las mismas. c).- Poder elaborar el presupuesto de la red, para estimar el costo que tendrá la misma. Se recomienda que el diseño de los cruceros y la revisión correspondiente, se efectúen de una manera lógica y poniendo el debido cuidado, con lo cual se obtendrá un resultado satisfactorio. A continuación se dan algunas recomendaciones prácticas, que se complementan posteriormente con ejemplos: 1.- Proyectar las válvulas de seccionamiento, lo más cerca posible de las tés o cruces, a fin de que el crucero trabaje mejor estructuralmente. 2.- Colocar las reducciones, cuando éstas se requieran, con su diámetro mayor unido a la te o cruz, ya que de lo contrario, se presentarán estrangulamiento. 3.- Para mayor economía, en un crucero en donde se requiera dar deflexiones, se procurará: a).- Ocupar el menor número de codos posible. 4.-

Verificar

que

los cruceros

de contabilizar los EMPAQUES

estén

completos Adicionalmente, NO deberá

del diámetro

aparezcan en un crucero dos bridas juntas.

adecuado ni los

tornillos,

olvidarse

cada vez

que

5.5 ESPECIFICACIONES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN

OBJETO DE LOS PLANOS Y ESPECIFICACIONES El objeto de las Especificaciones, es el de definir y regir la construcción de la Obra, la que deberá ejecutarse de acuerdo a las condiciones establecidas en el Contrato. Serán de carácter complementario y todo lo que se designe o especifique en cualquiera de ellos será como si se hiciera en ambos. El Contratista procederá de acuerdo con los Planos y Especificaciones Técnicas, incluyendo las modificaciones aprobadas y las disposiciones emitidas por medio de órdenes escritas del Supervisor.

Requisitos previos – materiales Los materiales que se empleen en la construcción de la obra serán nuevos, de primera calidad y de conformidad con las especificaciones técnicas. Los materiales que vinieran envasados deberán entrar a la obra en sus recipientes originales, intactos y debidamente sellados. En general, todos los materiales estarán sujetos a la aprobación del supervisor. Tuberías Tubería PVC 

Los tubos de PVC para conducción de agua a presión deben fabricarse de acuerdo a la norma NTP ISO 4422 rígido para presiones de servicio de 5 – 7,5 - 10 y 15 kg/)



cm2 a 22 ºC.



Se utiliza la tubería de PVC por su versatilidad del transporte, almacenaje, instalación y por su alta resistencia a la abrasión y a los agentes químicos y corrosivos.



Para lograr un empalme adecuado se recomienda utilizar teflón en el caso de tubos roscados y una delgada capa de pegamento en el caso de tubos de espiga campanada de acuerdo a las indicaciones del fabricante.

Tubería de hierro fundido dúctil 

Los tubos de fundición dúctil serán centrifugados en conformidad con la Norma Internacional ISO 2531-1991 o cualquier otra norma internacional equivalentes, expedidas por otras organizaciones tales como la AWWA o ANSI que aseguren una calidad igual o superior a la indicada.



Los tubos de fundición dúctil serán centrifugados y llevarán bridas soldadas de conformidad con la Norma Internacional ISO 2531-1991. La arandela de junta de bridas tendrá un espesor mínimo de 3mm y estará reforzada si fuese necesario. El material utilizado para las arandelas de junta de bridas será de un elastómero EPDM o equivalente de conformidad con la Norma Internacional ISO 4633-1983.



El espesor de los tubos estará en conformidad con la Norma Internacional ISO 25311991 clase K7.



La resistencia mínima a la tracción será de 400 N/mm2. El límite convencional de elasticidad a 0,2%, mínimo será de 300 N/mm2. El alargamiento mínimo a la rotura será de un 7%.



Las piezas especiales serán sometidas en fábrica a un control de estanqueidad mediante aire a una presión de 1 bar, o bien con agua, de conformidad con la Norma Internacional ISO 2531-1991.

Tubería de fierro galvanizado 

Los tubos de fierro galvanizado cumplirán con la norma NTP 2341.00, con extremos roscados, las uniones roscadas deben ser de 11 hilos/pulg para soportar presiones de 150 lb/pulg2.



Deben ser utilizados para instalación de la tubería en terrenos rocosos.

Accesorios y válvulas Accesorios de PVC 

Los accesorios deberán soportar fluidos a una presión mínima de 10 kg/cm2.



Los accesorios serán fabricados a inyección y deberán cumplir con la norma técnica nacional respectiva para accesorios roscados o a simple presión.



Accesorios de fierro galvanizado



Los accesorios serán de fierro galvanizado Standard ISO I de 11 hilos con rosca interna. Para garantizar juntas estancas en los empalmes se deberá utilizar teflón u otro sellador similar.

En general se deberá tener en cuenta para su instalación lo siguiente: 

Las líneas de tubería a presión están sometidas a constantes esfuerzos o empujes que tiendes a desacoplarlas; este empuje es necesario distribuirlo sobre las paredes de la zanja a fin de evitar el des ensamblaje de las uniones.



Para contrarrestar estos esfuerzos es necesario proyectar bloques de anclajes en todos los accesorios, sus dimensiones y forma dependen de la presión de línea, el diámetro del tubo, clase de terreno y tipo de accesorio.



Al colocar los anclajes se tiene que tener cuidado, para que los extremos del accesorio no queden descubiertos. En caso de accesorio de PVC debe estar protegido con filtro, película de polietileno o algún otro material adecuado para impedir el desgaste de la pieza por el roce con el hormigón.



Las válvulas reductoras de presión, principales y de mando vendrán ya ajustadas de fábrica para trabajar en los diferentes rangos de presión exigidos en las redes.

Ejecución de obras Excavación La excavación en corte abierto será hecha a mano o con equipo mecánico, a trazos anchos y profundidades necesarias para la construcción, de acuerdo a los planos y/o especificaciones. 

El ancho de la zanja debe ser tal que facilite el montaje de los tubos, con el relleno y compactación adecuado. Las excavaciones no deben efectuarse con demasiada anticipación a la construcción, para evitar derrumbes y accidentes.



Se dispondrán, como mínimo, 15 cm a cada lado de la tubería para poder realizar el montaje. La zanja debe ser lo más angosta posible dentro de los límites practicables y que permita el trabajo dentro de ella si es necesario.

Refine y nivelación de zanja 

Para proceder a instalar las tuberías, las zanjas excavadas deberán estar refinadas y niveladas.



El refine consiste en el perfilamiento tanto de las paredes como del fondo, teniendo especial cuidado que no quede protuberancias rocosas que hagan contacto con el cuerpo del tubo.



La nivelación se efectuará en el fondo de la zanja, con el tipo de cama de apoyo aprobado por el ingeniero supervisor.

Forma de medición: En metros lineales. Cama de apoyo De acuerdo al tipo de terreno, los materiales de la cama de apoyo que deberá colocarse en el fondo de la zanja serán: 

En terrenos normales y semirocosos: Será específicamente de arena gruesa o gravilla, que cumpla con las características exigidas como material selecto a excepción de su granulometría. Tendrá un espesor no menor de 0,10 m debidamente compactado, medido desde la parte baja del cuerpo del tubo, siempre y cuando cumpla con una distancia mínima de 0,05 m que debe existir entre la pared exterior de la unión del tubo y el fondo de excavación.



En terreno rocoso: Será del mismo material y condición del inciso a), pero con un espesor no menor de 0,15 m.



En terreno inestable (arcillas expansivas, limo, etc.): La cama se ejecuta de acuerdo a las recomendaciones del supervisor.



En las áreas donde los materiales in situ no proporcionan una fundación sólida para la tubería, la cama de apoyo especial consistirá de gravilla de 25 mm conformando.

Relleno Requisitos previos: 

Se tomarán las previsiones necesarias para la consolidación del relleno, que protegerá a las estructuras enterradas. Para efectuar un relleno compactado, previamente el constructor deberá contar con la autorización del supervisor.



El relleno podrá realizarse con el material de la excavación, siempre que cumpla con las características establecidas para "Material Selecto" y/o "Material Seleccionado".



Si el material de la excavación no fuera el apropiado, se reemplazará por "Material de Préstamo" previamente aprobado por el supervisor en relación a sus características y procedencia.

Prueba hidráulica a zanja abierta 

La presión de prueba a zanja abierta será de 1,5 veces la presión nominal de la tubería de la red de distribución y medida en el punto más bajo del tramo bajo prueba.



Antes de llenar las tuberías a probar, todos sus accesorios deberán estar previamente anclados y haber aplicado una primera capa de relleno compactado, debiendo quedar al descubierto todas las uniones.



Los bloques de anclaje tendrán un fraguado mínimo de siete días.



Los tubos que hayan sido observados deberán permanecer descubiertas durante la ejecución de la prueba.



El tiempo mínimo de duración de la prueba será de dos (2) horas debiendo permanecer durante todo este tiempo, la tubería sometida a la presión de prueba.



No se permitirá durante el proceso de la prueba, que el personal permanezca dentro de la zanja con excepción del trabajador que baje a inspeccionar las uniones, válvulas, accesorios, etc.

Prueba hidráulica a zanja tapada y desinfección 

La presión de prueba a zanja tapada será la misma de la presión nominal de la tubería, medida en el punto más bajo del conjunto de tramos que se esté probando.



No se autorizará a realizar la prueba a zanja tapada y desinfección, si previamente la tubería no haya cumplido satisfactoriamente la prueba a zanja abierta.



La tubería permanecerá llena de agua por un periodo mínimo de 24 horas, para proceder a iniciar las pruebas a zanja tapada y desinfección.



El tiempo mínimo de duración de la prueba a zanja tapada será de una (1) hora, debiendo permanecer durante este tiempo la tubería a la presión de prueba.



Todas las tuberías antes de ser puestas en servicio, serán completamente desinfectadas de acuerdo con el procedimiento que se indica en el presente documento.



El do saje de cloro aplicado para la desinfección será de 50 ppm. El tiempo mínimo del contacto del cloro con la tubería será de cuatro (4) horas.



En el periodo de desinfección, todas las válvulas y otros accesorios, serán operadas repetidas veces para asegurar que todas sus partes entren en contacto con la solución de cloro.



Después de la prueba, el agua con cloro será totalmente eliminada de la tubería e inyectándose con agua de consumo hasta alcanzar 0,5ppm de cloro como residual.



Para la desinfección se podrá usar hipoclorito de calcio con una concentración del 30%.

5.6 PRESENTACION DE PROYECTO EJECUTIVO ESTUDIOS BÁSICOS PARA REALIZAR UN PROYECTO. GENERALIDADES. El paso inicial para efectuar un proyecto, es la realización de un estudio de factibilidad técnico, económico y financiero, cuyo objetivo primordial es justificar la elaboración del proyecto, garantizando que su ejecución se efectúe mediante un análisis de todos los factores técnicos, sociales, económicos, financieros, políticos y culturales que intervienen. Para obtener esto, se explicarán los estudios básicos que para los proyectos de los sistemas de agua potable y alcantarillado son requisito indispensable realizar, iniciando con las causas que generan la necesidad del proyecto. CAUSAS QUE DEN ORIGEN A LA NECESIDAD DE LOS PROYECTOS. Se deberá investigar con los habitantes de la localidad, cuáles son las causas que intervienen para generar el o los proyectos de servicio, ya sea una presión local o política, un desarrollo integral de la zona o un nuevo polo de desarrollo. ANTECEDENTES GENERALES. Será necesario consumar una investigación, recopilación y análisis de toda la información disponible en relación con el estudio y/o el proyecto en las dependencias oficiales y la iniciativa privada, con la finalidad de no duplicar el trabajo y el costo. ESTUDIO SOCIO-ECONÓMICO. Para la integración de este estudio, se deberán considerar los siguientes aspectos: características generales de la localidad, siendo éstas, 25 las políticas, geográficas, climatológicas, vías de comunicación, económicas y otras que se consideren necesarias. INFORMACIÓN BÁSICA. La información que se requiere es la que a continuación se menciona: determinar las zonas socioeconómicas (uso del suelo), información estadística de la localidad, censos del municipio y de la localidad, población con servicios de agua y alcantarillado en porcentaje (%) o en área, número de personas por conexión, escolaridad, población económicamente activa, tipo de familia y clases de vivienda, servicios generales, de comunicación, de salud, oficinas gubernamentales y análisis de los sectores de la economía.

POBLACIÓN DE PROYECTO. La población de proyecto, también denominada “población futura”, es la cantidad de habitantes que se pretende tengan servicio al terminar el periodo económico de diseño del proyecto del sistema de agua y alcantarillado que se va a realizar. Las proyecciones de la demanda por estos servicios, son un punto clave y crucial en la elaboración del estudio de factibilidad, por lo que merecen una gran atención. Existen varios métodos por medio de los cuales se puede calcular la población de proyecto, siendo algunos de ellos, Método Gráfico, Aritmético, Geométrico, de Incrementos Diferenciales, Malthus, Crecimiento por Comparación, Ajuste por Mínimos Cuadrados, éstos dos últimos son los más recomendados por la Comisión Nacional del Agua, (CNA), etc. 26

PERIODO DE DISEÑO. Es el tiempo que se supone la obra estará trabajando al 100% de su capacidad. El periodo de diseño, está ligado a los aspectos económicos, por lo que no se deben desatender los aspectos financieros. Esto tiene como consecuencia que el ingeniero, trate de diseñar las obras modularmente para que la construcción de los sistemas se vaya realizando conforme se requiera, por lo cual se recomienda que el periodo de diseño sea generalmente de cinco años, exceptuando las obras que no se puedan modular. VIDA ÚTIL. La “vida útil” se considera al tiempo en que las obras estarán en servicio al 100% sin que tengan unas erogaciones de operación y mantenimiento elevadas. El tiempo está determinado por la duración de los materiales de que estén hechos los componentes de la obra. PROYECTOS DE AGUA POTABLE. CONSUMO. La parte del suministro de agua potable que se utiliza sin considerar las pérdidas, se conoce como consumo y se expresa en m3 /día o l/h/día. El consumo se valora de acuerdo al tipo de usuario y se divide según su uso en: doméstico y no-doméstico, éstos a su vez se subdividen según las clases socioeconómicas de la población.

DATOS NECESARIOS PARA LOS PROYECTOS Para determinar los datos básicos forzosos con la finalidad de diseñar un sistema de agua potable y alcantarillado, es necesario obtener la mayor cantidad de información, tanto en dependencias oficiales (federales, estatales, municipales) como particulares, analizarla y verificarla directamente en campo. La siguiente información se considera como básica para iniciar un proyecto de un sistema hidráulico urbano. a) Población actual y de los tres censos anteriores (como mínimo). b) Densidad de población. 40 c) Población por estratos económicos. d) Tipos de vivienda y distribución. e) Plano topográfico actualizado. f) Plano catastral actualizado. g) Plan de desarrollo urbano (en caso de existir, la última versión). h) Registro de usuarios de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). i) Plan maestro o estudio de factibilidad (en caso de existir) . j) Variación de la temperatura anual. k) Tipos de suelo donde se instalarán las tuberías.

En caso de que el proyecto consista en una mejora o ampliación, será necesario obtener también esta otra información. 1) Padrón de usuarios del Organismo Operador identificando tipo de usuario y cobertura del servicio. 2) Facturación del padrón de usuarios incluyendo volúmenes consumidos y no facturados por tipo de usuario. 3) Costumbres del uso del agua en la localidad. 4) Planos de las redes de agua potable y alcantarillado. 5) Tipos de materiales de las tuberías de agua potable y alcantarillado.

6) Pérdidas de agua

DATOS BÁSICOS DE PROYECTO. Cuando se elabora un proyecto, es indispensable tener mucho cuidado en la definición y magnitud de los datos básicos con la finalidad de no caer en el error de generar obras sobredimensionadas o deficientes las cuales representan inversiones inadecuadas. Se deben identificar las zonas habitacionales por su clase socioeconómica diferenciándolas en popular, media y residencial y de la misma manera las zonas industriales, comerciales y de servicios públicos, presentando esta información en un plano general de la localidad. Esto representa la información de inicio para poder elaborar un estudio y/o proyecto de agua potable

POBLACIÓN ACTUAL. Considerando la información sobre las zonas habitacionales, es necesario definir la población actual correspondiente. Este dato se puede obtener mediante la revisión de los tres últimos censos elaborados por el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), realizando el cálculo conveniente, el valor obtenido deberá ser comparado con los datos que sobre las acometidas de energía eléctrica tenga registradas la Comisión Federal de Electricidad (CFE), o efectuando directamente un censo a la localidad en cuestión. POBLACIÓN DE PROYECTO. La “población de proyecto”, también conocida como “población futura” se definirá basándose en el crecimiento histórico de la localidad y los años a los que se proyectará irán de acuerdo con el tipo de población, considerando lo siguiente: Población Rural hasta 2500 habitantes (se proyectará a 8 o 10 años). Población Urbana mayor a 2500 habitantes (se proyectará a 15 o 20 años) PERIODO DE DISEÑO. Los “periodos de diseño” de las obras que integran los sistemas de agua potable y alcantarillado sanitario, están determinados tomando en cuenta que éstos siempre deben ser menores a la vida útil de las estructuras o elementos que los integren y además se deberá considerar un plan de mantenimiento preventivo y correctivo.

Para definir el periodo de diseño de una obra o proyecto, la CNA recomienda lo siguiente:

a) Hacer un listado de las estructuras, equipos y accesorios relevantes que integren los sistemas, para su funcionamiento y operación. b) Tomando como base el listado anterior se determina la vida útil de cada elemento según la tabla elaborada por la CNA. VIDA UTIL. La “vida útil” de las obras depende de los siguientes factores: Calidad de los materiales utilizados y de la construcción. Calidad de los equipos. Diseño del sistema. Calidad del agua. Operación y mantenimiento. Es importante tomar en cuenta que las obras civiles tienen una mayor duración que las electromecánicas, y que las tuberías tienen más vida que los equipos, pero por estar 54 enterradas no se pueden vigilar adecuadamente, por lo que los programas de operación y mantenimiento sobre todo los preventivos son importantes en su aplicación.

CONCLOCION

Una red de distribución de agua potable se compone generalmente de: a) Tuberías: Se le llama así al conjunto formado por los tubos (conductos de sección circular) y su sistema de unión o ensamble. Para fines de análisis se denomina tubería al conducto comprendido entre dos secciones transversales del mismo. La presión o carga hidráulica que actúa en un punto de una tubería se define por la diferencia entre la cota piezométrica en este punto y la cota del centro de la tubería. En redes de distribución es común manejar las presiones con relación al nivel de la calle en vez de referirlas al centro del tubo. En este caso se les llama presiones disponibles o libres y se calculan para los cruceros de las tuberías. PRESIONES ADMISIBLES. El régimen de presiones en una red depende de dos factores: la necesidad del servicio y las condiciones topográficas de la localidad. Las necesidades del servicio obligan por una parte a seleccionar una presión mínima capaz de atender dos clases de requerimientos: los de las edificaciones y la demanda contra incendio. Por otro lado, presiones muy altas en la red requerirán de tuberías y accesorios más resistentes (más costosos) e incrementaran las fugas (en caso de existir). DATOS NECESARIOS PARA LOS PROYECTOS Para determinar los datos básicos forzosos con la finalidad de diseñar un sistema de agua potable y alcantarillado, es necesario obtener la mayor cantidad de información, tanto en dependencias oficiales (federales, estatales, municipales) como particulares, analizarla y verificarla directamente en campo. La siguiente información se considera como básica para iniciar un proyecto de un sistema hidráulico urbano.