Almacenamiento y RegularizaciónAlmacenamiento y Regularización

CATEDRATICO:CATEDRATICO:CATEDRATICO: CATEDRATICO: M.CM.C. . RICARDO A. CAVAZOSRICARDO A. CAVAZOSricardo.cavazosgzz@uanl.edu.mxricardo.cavazosgzz@uanl.edu.mx

TANQUE DE REGULACION

El tanque de regularización es la parte del sistema de abastecimiento que permite enviar un gasto constante y satisfacer las demandas variables de poblacióndemandas variables de población.

El agua se acumula en el tanque cuando la demanda es menor que el gasto de llegada;demanda es menor que el gasto de llegada; el agua almacenada será ocupada cuando la demanda sea mayor que el gasto; esta y q g ;regulación se realiza por periodos de 24 horas.

Tanques superficiales

Columnas reguladoras

Tanques elevados

Estos se construyen bajo el nivel del suelo o b l d t llbalanceando cortes y rellenos.

Sus paredes pueden construirse de concreto reforzado o de mampostería de piedra y deben p p yser revestidos ambos casos con un impermeabilizante.

Los tanques deben estar techados para lo que Los tanques deben estar techados, para lo que se utilizan losas de concreto reforzado.

Estos techos deben tener una o mas tapas de d ó b dregistro de inspección, con bordes que

sobresalgan unos 10 cm. Y una tapa con soleras que cubran el marco de fierro.q

Se proporciona ventilación a los tanques d d b lpor medio de tubos, ya sean verticales u

horizontales, que atraviesan el techo o paredpared.

La salida del agua es por medio de un tubo con colador o mallacon colador o malla.

Los tubos de demasías se instalan de manera que impidan la entrada de aves, a e a que p da a e t ada de a es,insectos, roedores, etc.

Para la limpieza del tanque se coloca un t b d d ü l f d ttubo de desagüe en el fondo, pero esta tubería no debe ser descargada directamente en un alcantarillado sinodirectamente en un alcantarillado, sino debe descargar libremente en un recipiente abierto desde una altura no menor de 2 diámetros del tubo.

El diseño estructural se hace con las i i di i dsiguientes condiciones de carga:

1) Con agua y sin empuje de tierra2) Con empuje de tierra y vació2) Con empuje de tierra y vació3) Con agua y con empuje de tierra

Los tanques a base de muros de mampostería, con piso y techo de concreto reforzado, se recomiendan para tirantes de 1 a 3.5 metros y con capacidades de hasta 10000 metros cúbicos10000 metros cúbicos.

Los tanques de concreto reforzado se recomiendan para tirantes de 2 a 5.5 metros.p

Para capacidades que vallan desde los 5000 Para capacidades que vallan desde los 5000 hasta los 50000 metros cúbicos, se pueden construir los tanques con concreto qpreesforzado, con tirantes de agua de 5 a 9 metros.

Este tipo de depósito se emplea en donde la construcción de los tanques superficiales noconstrucción de los tanques superficiales no proporcionan suficiente carga.

Consisten de un tanque cilíndrico alto cuyo volumen útil por encontrase arriba de la tubería de alimentación depor encontrase arriba de la tubería de alimentación de la red y un volumen inferior que es de soporte y que proporciona la carga requerida.

El volumen de soporte se puede aprovechar con El volumen de soporte se puede aprovechar con bombeo de refuerzo para controlar emergencias.

No resultan económicas columnas de mas de 15 metros de altura.de altura.

Son columnas construidas generalmente de acero o concreto reforzado.

Estos se emplean cuando no es posible f lconstruir un tanque superficial, por no tener

una elevación natural adecuada en la zona. El tanque elevado se refiere a toda la El tanque elevado se refiere a toda la

estructura, es decir, tanque, torre y tubería. Los mas comunes son construidos de acero, ,

aunque también los hay de concreto reforzado. Los hay con capacidades de 10 hasta 1000

úbimetros cúbicos. Las altura es de 10, 15 ó 20 metros.

Para tener un máximo beneficio, los tanques, se localizan aproximadamente en el centro de uso, pero en grandes áreas se localizan varios tanques en distintos puntostanques en distintos puntos.

Localizarlos céntricamente reduce las perdidas por fricción y sirve para equilibrar mas p y p qfácilmente las presiones.

Siempre son motivo de estudio en el análisis de l i d di ib ió l d d b ílos sistemas de distribución, la red de tuberías, la topografía, como funciona la estación de bombeo y la operación del tanque debombeo y la operación del tanque de regulación.

Por lo general la regulación se da en periodos d h l l l l d lde 24 horas, generalmente el calculo del volumen del tanque, consiste en conciliar las leyes de suministro y demanda de los gastosleyes de suministro y demanda de los gastos que se estén considerando.

El cálculo d del tanque de regularización puede hacerse en forma analítica o en forma gráfica.

Se hace utilizando una tabla de tiempo vs. ó h f l l bVariación horaria en %, para facilitar el trabajo.

En dicho cuadro, se aprecia que para calcular el volumen se suman los valores absolutos delvolumen, se suman los valores absolutos del máximo excedente y máximo déficit.

En este tipo de tablas, podemos apreciar las p , p phoras en las que la demanda de agua supera a la que entra.

Horas Poblaciones pequeñas Irapuato Torreón Cd. México0-1 45 50 53 610 1 45 50 53 611-2 45 50 49 622-3 45 50 44 603-4 45 50 44 574-5 45 50 45 575-6 60 50 56 566-7 90 120 126 787-8 135 180 190 1388-9 150 170 171 1529-10 150 160 144 152

10-11 150 140 143 14111-12 140 140 127 13811 12 140 140 127 13812-13 120 130 121 13813-14 140 130 109 13814-15 140 130 105 13815-16 130 140 110 14116-17 130 140 112 11417-18 120 120 129 10618-19 100 90 146 10219-20 100 90 115 9120-21 90 70 75 79

21-22 90 60 65 73

22-23 80 50 60 71

23-24 60 50 53 57

H S i i t D dHoras Suministro Q. bombeo

en %

DemandasDemanda horaria

Diferencias Diferencias acumuladasa horaria

%acumuladas

0-1 100 45 +55 +551-2 100 45 +55 +1102-3 100 45 +55 +1653-4 100 45 +55 +2204-5 100 45 +55 +2755 6 100 45 40 3155-6 100 45 +40 +3156-7 100 60 +10 +3257 8 100 90 35 +2907-8 100 90 -35 +2908-9 100 135 -50 +240

9-10 100 150 -50 +1909 10 100 150 50 19010-11 100 150 -50 +14011-12 100 140 -40 +10012-13 100 120 -20 +8013-14 100 140 -40 +4014-15 100 140 -40 015-16 100 130 -30 -3016-17 100 130 -20 -6017-18 100 120 0 -80

18-19 100 100 0 -8018 19 100 100 0 8019-20 100 100 0 -8020-21 100 90 +10 -7020 21 100 90 +10 7021-22 100 90 +10 -6022-23 100 80 +20 -4022-23 100 80 +20 -4023-24 100 60 +40 0total 2400 2400total 2400 2400

Coeficiente de regulación C = 3.6Ct / 100g

H S i i t D dHoras Suministro Q. bombeo

en %

DemandasDemanda horaria

Diferencias Diferencias acumuladasa horaria

%acumuladas

0-1 0 45 -45 -451-2 0 45 -45 -902-3 0 45 -45 -133-4 0 45 -45 -1804-5 0 45 -45 -2255 6 0 60 60 2855-6 0 60 -60 -2856-7 0 90 -90 -3757 8 300 135 +165 2107-8 300 135 +165 -2108-9 300 150 +150 -60

9-10 300 150 +150 +9010-11 300 150 +150 +24011-12 300 140 +160 +40012-13 300 120 +180 +58013-14 300 140 +160 +74014-15 300 140 +160 +90015 16 0 130 130 +77015-16 0 130 -130 +77016-17 0 130 -130 +64017 18 0 120 120 +52017-18 0 120 -120 +520

18-19 0 100 -120 +420

19-20 0 100 +100 +320

20-21 0 90 -90 +23020 21 0 90 90 +230

21-22 0 90 -90 +140

22-23 0 80 -80 +60

23-24 0 60 -60 023 24 0 60 60 0

total 2400 2400 0

Coeficiente de regulación C = 3.6Ct / 100

El cálculo gráfico del volumen de un tanque de l ó b d l b óregularización esta basado en la combinación

de la curva masa de la entrada al tanque, con la curva masa de salida para los mismoscurva masa de salida para los mismos intervalos de tiempo.

La curva masa consiste en una gráfica que representa volúmenes acumulados escurridos en una sección con relación al tiempo.

En el abastecimiento de aguas, los volúmenes requeridos de almacenamiento se calculan para hacer una regularización diaria de los volúmenes de entrada y salida que deben ser iguales para satisfacer las necesidades de la población.

Se acostumbra representar la variación de los gastos de entrada y salida en forma horaria para la g y pcurva masa correspondiente es una hora.

El cálculo del volumen de almacenamiento de forma gráfica se hace combinando la curva masaforma gráfica se hace combinando la curva masa de entrada y la de salida, para los mismos tiempos.

La diferencia de ordenadas entre las curvas para cierto tiempo representa el excedente o el faltantecierto tiempo representa el excedente o el faltante de volumen almacenado para ese momento.

Si la curva masa de entrada esta por arriba de la salida la diferencia de ordenadasla salida, la diferencia de ordenadas representará un excedente; en caso contrario, equivaldrá a un faltante.q

C = y1 + y2

Y1 = máximo excedente2 á f lY2 = máximo faltante