UNIVERSIDAD DE ORIENTENUCLEO BOLIVAR

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRADEPARTAMENTO 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:

Tabla Nro. 1 Consumos de agua en poblaciones urbanas (Venezuela).

Fuente: Simón A rocha, Abastecimientos de agua 7ª ed., pág. 4.

ZONA POBLACIONES RURALES DOTACIÓN (LTS/HAB/DÍA)

1 La ensenada, El potrero (Zulia) Barrera(Carabobo) Los Rastrojos (Lara)

151

2 El Socorro(Monagas)

Mijagual ( Barinas)

110

3 Barrancas ( Monagas) 84

4 Santo Domingo (Mérida) 166

5 Dabajuro (Falcón) 113

Tabla Nro. 2 Consumos de agua en poblaciones rurales (Venezuela).

POBLACIONESURBANAS

DOTACIÓN(LTS/HAB/DÍA)

Barquisimeto 190Valencia 256Mérida 301

Puerto Cabello 320La guaira 450

San Fernando de Apure 215Cúa 130

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”

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.

POBLACIONES URBANAS

(HABITANTES)

CON MEDIDORDOTACIÓN

(LTS/HAB/DÍA/)

SIN MEDIDORDOTACIÓN

(LTS/HAB/DÍA/) HASTA 20.000 200 400

DE 20.000 A 50.000 250 500

MAYOR A 50.000 300 600

• 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 Rancho Vivienda Rural Casa Quinta

Lts/hab/día 85 127 149 1100

Lts/viv/día 562 849 966 227

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 VIIDe 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/m2 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/m2 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 Dotación en lts/día/animal

Ganado lechero 120

Bovinos 14

Ovinos 10

Equinos 40

Porcinos 10-30*

Pollos, gallinas, pavos, patos, gansos 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)

5. 3000m2

1505000 m2 2. 6000m2

6000 m2 4. 8000m2

1-1000m2

2- B600m2

3- 800m2

4- 900m2

5-1500m2

4.2000m2

3.1500m2

2.2200m2

1.2000 m2

3-2000m2

1-3000m2 2-3000m2 3-3000m2

4-600m2 5-600

6-600 7-600

E

A

C

1-2002-1000

D

F

B

Viviendas unifamiliares aisladas

1. Lavandería, 8 Lavadoras De 6kg C/U

A

2. Estacionamientos, 100 Carros

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

3. Iglesia: 1000 m2 área neta

4. Mercado: 50 puestos de 30 m2 c/u

1. Parque2. Vivienda bifamiliar pareada ½ área c/u4.5.6.7 Viviendas bifamiliares PB- PA 3 dormitorios c/u

1 Edificio: 10 pisos 4 apartamentos / piso. 2 apartamentos de 3 habitaciones2 centros comerciales: 200 puestos de venta 120 m2 c/u3 hoteles: 50 dormitorios

Estimar población existente y dotación por habitante. Comparar resultados

Manzana AArtículo 109: dotación en función del área

A1- 2000m2 3.800

C

D

B

F

A2-2 200m2 4.500 A3-1500m2 3.400 20.500 Lts/ día A4-2000m2 3.800 A5-3000m2 5.000

Manzana BArtículo 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 kg8 lavadoras x 64 kg = 512 kg512 kg x 40 lts = 20.480 lts / día

1. Artículo 111 Parte “n” Estacionamiento 2 lts/día/m2 de estacionamiento cubiertoEstimo 12m2/carro 100 carros = 1200 m2

1200m2 x 2 lts/día/m2 = 2400 lts/ día

2. Artículo 111 Parte “a” Oficinas 6 lts/día/m2 de local de oficinas.

20 Oficinas x 50 m2 = 1000m2 x 6 lts / día/ m2 = 6000 lts/día

3. Artículo 113

Piscinas con recirculación 10 lts/ día/ m2 de proyección horizontal

400 m2 4000lts/día4. Artículo 111 “p”

Bomba gasolina 300 lts/día/ bomba

5 bombas 1500 lts/día = 34800 lts/día

Manzana C

1. Artículo 110 “b” Escuela con alumnado externo 40 lts/alumno/ díaCapacidad 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/ consultorioUnidad dental 1000 lts/día/unidad dental

20 consultorios 10000 lts/día2 unidades dentales 2000 lts/ díaTotal = 12000 lts/día

3. Artículo 110 “e”

Iglesia 0.5 lts/ día/m2 área pública neta

500 feligreses x m2/feligrés=1500m2x 0.5lts/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/díaTotal 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/día4 ( 3 Hab) 1200 lts/día x 4 = 4800 lts /día 13600lts/día