Abastecimiento de Aguas - Simon Arocha - Prologo

5/10/2018 Abastecimiento de Aguas - Simon Arocha - Prologo

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SIMONAROCHA 'RAVELO

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I E O R I A I t D I S E i i o . '

AGUA


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DEDICA TORIAA la memoria de mi padre. cuyo ultimoconsejo transcribe textualmente:

La vida te dard siempre 10 que lepidas, si 10 haces con- inquebrantableinsistencia V un corazon Ihmo de entu-siasmo y fe' hacia el Dador, que todo 10puede.Jose Ignacio Arocha Pinto(l4-H970).

EI Autor.


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INTRODUCCIONTradicionalrnente, en los textos sobre abastecimientos de agua se ha enfocado elestudio de sus diversos componentes, con una secuencia de rnaterias ordenadas par10que pudierarnos lIamar el camino del agua , es decir, comenzando con las fuentesde abastecimiento, continuando con las obras de captacion, etc . hasta liegar. final-mente. a la red de distribucion. Pero si bien es cierto que este ordenamiento atiende auna secuencia establecida en el aprovechamiento; conduccion y uso del agua, no esmenos cierto que en el metoda del Diseno se sigue un orden diferente, como conse-cuencia de la correlacion que debe existir entre cada parte del sistema.y la informa-cion que Ie sirve de apoyo para su diseiio.Par ello he querido presentar un texto que atienda mas directamente la secuencia delDisefio -tomando 10. informacion de base requerida-. y que oriente tanto 0.1estu-diante.de Ingenieriacomo al profesional con responsabilidades en proyectos de estaindole.A traves de los ocho capitulos que cornponen la obra -diseiio, redes de distribucion,estanques, Iineas de aduccion, obras de captacion, fuentes de abastecimientos,etc .-, se presentan los criterios basicos para. el diseiio, indispensables para poseer 10.informacion requerida que perrnita la correcta utilizacion de las Normas vigentes ennuestro pais, con criterio amplio y flexible para el lagro de un proyecto eficiente.Luego, en el Apendice del libro, se recoge toda la informacion necesaria y util para ladebida presentacion de un proyecto de abastecimiento de agua. Y, al final, en unaarnplia bibliografia, se acreditan las diversas Ilamadas, que en orden numerico, apare-cen referidas en el texto,Por otra parte, 1 0 complejo de un sistema de abastecimiento de agua implica unconocimiento conceptual en aspectos de hidrologia, hidraulica y saneamiento ambien-tal, y requiere, en algunas de sus partes, del apoyo del concreto armado y de laresistencia de materiales, que hacen de esta materia un acopio de variados aspectos. de ingenieria, con soluciones diversas. En el estudio de las variadas alternarivas,intervienen tarnbien criterios diversos que conjugan los aspectos tecnicos con losprivativos, bajo el punto de vista de la justiticacion economica.


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PROLOGOHan llegado hasta / 111 los originates del libro Teoria y Diseiio de los Abastecimien-lOS de Agua, cuyo autor 10es el Ingeniero Sanitaria y Profesor universitario SimonArocha Ravelo, colega de hoy, alumna de ayer y mi Profesor Asistente mas tarde, enla Cdtedra de Abastecimientos de Agua y Alcantarillados, que entonces regenteaba,en 1 0 Universidad Central de Venezuela.Esta obra, que prologo con sincera deferencia, estoy seguro que habra de enriquecerel campo de estudios de la problematica que cada dia aparece mas complejo: larelativa a las obras de captacion, transporte y distribucion de aguas para el abaste-cimiento de comunidades. cuando el explosivo desarrollo de los fenomenos de 1 0urbanizacion y de la industrializacion por el crecimiento poblacional, obliga a utilizarfuentes de agua mas dificiles de aprovechar, bajo el doble concepto de Laeconomia yde fa salud de los consumidores .Los aspectos: tanto hidrdulicos como estructurales, que configuran un diseho racio-nal de estos sistemas. unidas a las consideraciones economicas que los llmitan,hacen de esta obra una fuente importante de consulta, En ello, por cierto, los crite-rios bdsicos de diseiio basados en 10normativa vigente sobre la materia. pero sf conuna interpretacion que permite su aplicacion, como bien 1 0 dice el autor ... sin quela norma supere el criteria en que se [undamenta .Los capuulos que conforman Laobra: redes de distribucion, incluyendo los criteriosfundamentales para su' diseiio, configuracion, selecciones tipologicas y andlisis fun-cional; estanques de almacenamiento, capacidades y ubicaciones; lineas de aduccionpor gravedad y por bombeo, estructuras complementarios; obras de captacion, tantosuperficiales como subterrdneas; fuentes de abastecimiento propiamente dichas; es-taciones elevadoras, sus equipos y caracteristicas; y, de los componentes de unproyecto de esta naturaleza, hacen de este libro una obra de utilldad para quienestienen la responsabllidad de estudiar, proyectar, construir, operar y aun mantenerestas obras basicas de infraestructura para 10 actividad del hombre.La vasta experiencia docente y en e! ejercielo profesional del ingeniero ArochaRavelo. siempre dedicado a esta area del conocimiento, unas veces como revisor deproyectos y otras como supervisor de tales obtas, garantizan que esta contribucionque ahara aparece, habra, de complementarios obras de texto que sobre acueductosexisten hoy entre nosotros.

Gustavo Rivas Mijares


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En todos los casos se presentan ejernplos y sus soluciones tecnicas particulates, y enalgunos de ellos se han realizado los analisis conducentes para obtener las solucionesmas convenientes, satisfaciendo ambos criterios: el tecnico y el econ6mico.Abrigo la esperanza de que este texto contribuya a la forraacion profesional delestudiante de Ingenieria de nuestras universidades, y sea, tambien, un recurso deutilidad para los colegas proyectistas.Como eualquier otra obra, esta expuesta a la critica, la cual recibiria con beneplacito,para hacerla mas uti! y practica en el futuro.

Sinton Arocha R.Profesor de la U. C. V.

Caracas, noviembre de 1977


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PROLOGO A LA SEGUNDA EDICIONE I hecho de que la prim era edici6n haya servid o como m aterial de apoyo, ta nto e nlo s cursos de nivel universitaria com o en otros de nivet profestonal, me ha da do laoportunidad d e amp lia r a lg un os a sp ec to s q ue p or sugerencias e tnteres profesionalrequerian de una m ay or explicacion. para la m ejor com prensian del tem a.E n efecto ..m uchas han sido las sugerencias que m e han hecho m is alum nos de prey p os t g ra do , a s! c omo o tro s c ole ga s in te res a do s e n a sp ec to s p ar ticu la re s s ob re lo ssistem as de ab astecim ien tos de agu a, lo s cu ales h e recibido con bene pIck ito y a queh an sig nifica do u na v alio sa c on trib uc io n p ar a m ejo ra r la comp ren sio n, u tilid ad yel nivel tecnico de esta obra.He in clu id o tambitn a lg un os a sp ec to s r ela tiv os at u so de cal cu ladoras p rog ramable sy d e m icr oc ompu ta do ra s, p ara es ta r a co rd e co n e l d es arr ollo c le ntific o q ue p erm iteutilizar esta herram ienta de trabajo en nuestro quehacer diario con La deb idareserva que su u tilizacion ex ige, tenien do presen te el "C rtterio C onceptual" en elcalculo de cada elem en to, a fin de no d escuid ar asp ectos en la form acion profesio-nal, in dispensa bles pa ra el log ro de proy ecto s tecnica y econom i camen te v en ta jo -30S. E l buen uso de estas herram ientas, sin descuidar el "C riteria C onceptual"para el cdIculo de lo s d ifer en te s c ompo ne ntes e stru ctu ra le s q ue in te gra n lo s sis te -m as d e a bastecim ien tos de a gua , con stituira la cond icio n p rim ord ial en la resp on-s ab ilid ad d el p ro ye ctis ta y conducira a m ejorar significQ tivam ente el diseno dee sta s o bra s d e in ge nier ia .

SIMON AROCHA RAVELO

DEDICATORIA

E l esfuerzo q ue represen ui esta n ueva ediciontie ne e sp ec ia l s ig nific ac io n p ar a m! ya que estuvam otivadaen los recuerdos de mi m adre. quien coninmen sa a le gr ta r ejle ja da e n s us o jo s, r ec ib io y guar-dO p ara sf. aquel prim er ejem plar de la e dic io n p rt-mera.

E l Auto '.


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CAPITULO ICRITERIOS BAS/COS PARA EL DISENO .....

Cifras de consumo de agua .Factores que afectan al consuma .

Tipo de comunidad. .Factores economico-sociales ~F actores meteorologicos .Tamatio de La comunidad .Otros factores ..Determinacion del consumo medio ..

Narmas sanitarias referidas a dotaciones 8Periodo de diseiio, Pactores determinantes i . . 13

Durabilidad de las insta laciones ..: .Facil idades de construccion .T en den cias d e crecim ie nto d e la p obla cionPosibilidad de financimiento. Rata deinteres ..; .

Rango de valores .Variac iones per iod icas de los consum os einfluencia sobre el sistema................................ 18

Consumo medio diario promedio anual .Yariaciones diarias .Consumo maximo diario ..Yariaciones hararias .Consumo maximo horario .

J nf/u en cia d e la s v aria cio ne s del consumoso bre e l sistem a 22Clases de tuberia de acuerdo al materialempleado ..De acuerdo a las presiones internasde trabajo.... 25Rugosidad de la tuberia 29Perdidas de Cara en Conexiones 31

CAPITULO II1 REDES DE DISTRIBUC10N 37

Tipos de redes 37Tipo ramificado .Tipo mallado ~...

Configuracion de la red de distribucion .. 42Consideraciones para el diseiio 45A sig na cio n d e los gastos en lo s tramos queconstituyen la s mallas ..Metodo de las areas 47Metodo de la reparticion media 48Seleccion del tipo de distribucion _................... 50Casos de analisis 51

Distribucian por gravedad : : .Distrtbucion por bombeo .

Sele cc ion de d idmet ro s y caicu lo d e p resio nes . 53Metoda de Hardy Cross 53Metodos modificados de Cross 55Redes constituidas por varias mallas 55Definiciones y criterios para el disetio dela red 55Gasto de diseiia y didmetro seleccionada..Ejemplos .Analisis d e R ed es m ed ian te Computadoras 62Consideractones practices para el diseiio delas redes de distribuci6n.............. 8

Disposicion de tuberias .Llaves ..Hidratantes ..Yentosas ..Purgas 0 limpieza ..Conexiones dom iciliarias : ..Diagrama de conexiones , ..AncIajes ..

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xv


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Pruebas de presion de La tuberfa..................... 91Presiones y duimetros normalizados .Ejemplos ,...................... 92

CAPITULO mESTANQUES DE ALMACENAMIENTO 127

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CAPITULO vnFUENTES DE ABASTECIMIENTO Y SUSCARACTERISTICAS .. 307Fuentes superficiales sin regulacion : 310Fuentes superficiales que requierenregulacion 311

Meta.do de diagrama -de masas .Metodo escadistico-diagrama de masas .Metoda de meses secos .M etodo estadistico .

Aguas subterrdneas .. 319Caracteristieas de los acuiferos 321Hidraulica de aguas subterraneas 325Metodo 0 condicion de equilibria 326Metodo de desequilibrio 333Modificaciones al metoda de equilibria 339Curvas tiempo-abatimiema 347

Curvas distancia-abatimiento 347Ejemplos .Calidad del agua 353Procedimiento de andlisis en sitio ..

CAPITULO VITIESTACIONES DE BOMBEO 361El equipo de bombeo : 361Caracteristicas para su seleccion 361Gasto de bombeo 361Carga dindmica 0 altura de bombeo 364Curvas caracteristicas 367Determinacion del punta de trabajo 370Bombas en paralelo 379Bombas en serie 380Potencia requerida 381Tipos de bomba 381Motores 385Accesorios complemen tar ios 385Bombas centrifugas horizontales .Bombas centrifugas verticales .APENDICEComponentes de un proyeeto............................ 391Plano de ubicacton 391Memoria descriptiva 391Recaudos 392Muestra de una solicitud de aprobacionsanitaria 393D ibujos- E scalas- P lano Tipo ~.................. 394Tabla de simbolos ~................. 399Referencias Bibliogra/ieas 401

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INDICE DE CUADROS, TABLAS Y ABACOS DEUTILIDAD PARA EL DISENOCRITERIOS PARA EL DISENOConsumos M{limos .

Normas INOS .Dotaciones de agua .

Normas M.SA.S 8-11Clases de tuberia en funcion de p res ion .Norm as AWWA, 28C lases d e tu beria eli Ju ncitm d e p resio n.Normas ISO 28Abaco de perdida de carga en accesorios 31Tablas de los coeficienses de rigurosidad() en la ex presio n d e W illia ms-H aze n 32-33-

REDES DE DISTRIBUCIONLlm ites de redes de servicio ..A cue du cto d e C ara ca s 37G asto m axtm o de velocidad 'econ6micaen redes "................................................. 56A baco para la seleccion de diam etrosen redes de distribucion 57Llaves en redes de distribucion (didmetro) 83D tam etro m inim o de las tomas domiciliarias . 87Yentosas en redes de distribucion (diametro) 89Purgas en redes de distribucion ( diame tro ) . .. 89Anclajes en codos d e 90 ~.. 90Anclajes en codas de 45 90Anclajes en tapones '.... 90'D tm ensiones de zanjas en redes 93ESTANQUESFue rz a c or ta nte s y m om entos en estanques (coe/ i-cientes) 139

C urva tipica de variactones horarias del consum o(I.N.O.S.) .: ~...... 142

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ADUCCION POR GRAVEDADV en to sa s e n lineas de aduccion 178Limpiezas en lineas de aduccion (S.A.S)......... 1 79Limpiezas en lineas de aducctan (INOS) 180Abaca pa ra determ in acio n d e coeficientesde diseiio en sedimentadores 184Desarenador es . Re lacion de diametroy velocidad ............... 185Coeficientes de descarga pa ra o ri fi ct ossumergidos 189

ADUCCION POR BOMBEOGastos mdximos y d iame tros e conomicosen lineas de bombeo ,. 209Abaca para seleccion de diametros en llneasde bombeo _ ,. 210Modu lo s d e elasticidad de materiales (tuberta) 218Grafteo de ALUEVI para calculo de golpede ariete 220Z anjas e n lien a de aduccion......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236S op ortes eleva do s d e co ncreto entr(lJ1JOS rectos 237S opo rtes eleva do s d e co ncreto en cu rvashorizontales 238

. C o efic ie nte s d e fr ic cio n (c on cr eto -s ue la )(aneiajes).............................................................. 243

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OBRAS DE CAPTACIONDesc arg a en ve rted ero de cresta a nch a enfuncion de altura de agua................................. 258Valor del coeficiente en funcion de altura deagua 'en vertedero 262D esca rg a en verted ero en fu ncio n de alturasobre l a o cresta 262Dique-Toma. Coeficiemes de rejillas decaptation ,:._........ 263Yaloresde presion barometrica 281Yalores de presion de vapor 281Pozos-Relac ion diame tro-rendimiemo 285Pozos- Raiecion ditzmtero-Gastos de bombeo . 286Pozos-Area libre de captacion 291Materiales de las rejillas 298

FUENTES DE ABASTECIMIENTORepresa Coe fi ct en te s de vartac ion relat tva .: .. 3iRelacion abatimiento-rendimientoen acuiferos libres 32Tablas en funcion del pozo W (u) 33Curva de Theis........... 33Grafica de Kozeny para capacidad espectficade un pozo 34ESTACIONES DE BOMBEOValores del coeficiente K en accesorios para perdidas menores J . . . . . . . . . . 36Valores de K en valvulas...... 36Presion barometrica 36Presion de vapor...... 36

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