Introducción
El presente informe tiene por objetivo proyectar trazo de red de distribución de agua potable, así como ubicar el tanque de almacenamiento basado en los datos aquí obtenidos para un área residencial conformada por 906 habitantes ubicada en la Paz Carazo con 151 estructuras habitacionales.
Para tal efecto se ha propuesto un sistema de red rectangular que proporcione la entrega efectiva de agua potable para consumo completo del vital líquido en cada una de las viviendas propuesta.
El estudio comprendió una serie de trabajo en el terreno, consulta con autoridades municipales, líderes comunales y barrio, así como investigaciones en oficina, consulta de informes técnicos, monografías, y otros.
El trabajo se realizó en el área de diseño y evaluación de proyectos de agua potable y saneamiento que se desarrolla en la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI-IES, sede Managua), en que participaron 03 especialistas en la materia.
Con los resultados de este estudio se contribuirá con la ordenanza territorial, planificación física y constructiva en la zona de interés. Asimismo, se está cumpliendo con la normativa técnica establecida por el Instituto Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (INAA), órgano rector en temas de agua a nivel nacional. Por último se generará conocimientos actualizados provechosos por académicos e investigadores de universidades, instituto politécnicos, entre otros
El sitio con forma cuadriforme, seleccionado por la disponibilidad de datos técnicos, es un área de fácil acceso, zona de interés comercial e industrial, con amplio desarrollo geográfico.
A lo largo de las páginas siguientes, que constituyen el punto de partida de informe, tratarán de sintetizarse los aspectos básicos que han fundamentado el trabajo a lo largo de las diferentes fases que ha atravesado, y que han dado lugar a su definitiva organización formal. Los contenidos irán ganando en especificidad y concreción a lo largo del texto, siempre orientado a alcanzar el objetivo aquí propuesto.
Criterios de diseños utilizados
A continuación se definen las variables hidráulicas empleadas, indicadas en el presente trabajo desarrollado:
CPDT (Consumo Promedio Día Total)
Definiéndose la Dotación como la cantidad de agua que consumen la persona en unidades de litros por cada día; Dotación = Litros/persona-Día
(Consumo Máximo Hora (CMH)
CMH = CPD x FMH, siendo FMH = 2,5 (Fuera de Managua); y FMH = 1,5 (En Managua)
Consumo Máximo Día (CMD)
CMD = CPD x FMD, siendo FMD = 1,5 (Fuera de Managua); y FMD = 1,3 (En Managua)
Caudal Contra Incendio (Qci)
Es el Caudal que se aporta para apagar un incendio de duración máxima de 02 horas empleando en promedio 5l/s de agua procedente de 02 hidrantes.
Resultados
Criterios de diseños desarrollados para la red de distribución
En la Tabla No 1, se indican 06 variables hidráulicas en que se destacan mayores repuntes para el Nodo 03 con 29 viviendas, representando el 19% del total, seguido de los Nodos 4 y 2 con 26 y 21 viviendas constituyendo 17 y 14 % respectivamente para los cuales se han determinado CPDT (Consumo Promedio Día Total) de 0,36; 0,33; y 0,26, siendo los valores del (Consumo Máximo Hora (CMH) de 0,91; 0,82; y 0,66; y su Consumo Máximo Día (CMD) de 0,55; 0,49, y 0,40 para estos tres nodos principales por cantidad de vivienda que agrupan y su proximidad a los mismos.
Sugiriendo un mejor trabajo de construcción de obra civil de abastecimiento de agua potable sobre todo en estos sitios donde se presentan valores importantes en la medición.
Cabe mencionar, que el Caudal Contra Incendio se ha estimado en 09 l/s siendo próximo al Nodo 11, en donde se ha proyectado la ubicación de 01 hidrante para la prevención de escenarios de desastres a causa de incendios.
CÁLCULOS HIDRÁULICOS LOCALES
Tabla No. 1. Criterios de diseños usados para la proyección y ubicación de trazo de red de distribución de agua potable en el territorio. En el cuadro, se resalta en color amarrillo la ubicación del hidrante en el Nodo No. 11 para 9 litros/segundos de agua empleada en caso de escenarios de incendio.
Criterios de diseños desarrollados para el tanque de almacenamiento
En Tabla No 2, se presentan resultados de variables geométricas y volumétricas medidas para el diseño del tanque de almacenamiento que dará suministro de agua potable a 906 habitantes del territorio en 151 viviendas de la zona urbanizada, estimándose volumen total de 130,47 m3/d repartido en 03 destinos, uno para efecto de compensación, otro emergencia y el último para escenario de incendio. Es preciso mencionar que la altura y el diámetro del tanque son iguales en vista a que obedecen razones geométricas indicadas en la ecuación siguiente,
Sugiriendo una mejor entrega del agua potable a los habitantes del lugar en tiempo y forma
CÀLCULOS DE LAS DIMENSIONES Y VOLUMEN DE
TANQUE DE ALMACENAMIENTO
Tabla No 2. Criterios de diseños para cálculo geométrico de tanque de almacenamiento proyectado en la zona.
Plano de Red de Distribución Propuesto
En la Ilustración No 1, se muestra en vista de planta, la ubicación en el terreno de la red de distribución de agua, así como, el sistema de acople, los puntos nodales, ubicación de tanque de almacenamiento, y un hidrante, para el suministro del vital liquido a la cantidad de personas distribuida en 151 viviendas, las cuales son abastecidas por 15 nodos; siendo el Nodo 100 el punto acople del sistema de esta red de distribución. En color azul se indican la red de distribución con forma irregular; y otros elementos de interés que se resaltan en el plano.
DISEÑO DE RED DE DISTRIBUCIÓN.
Ilustración No. 1. Plano de sistema de abastecimiento de agua, y elementos conexos que componen la red, entre estos, punto de acople; nodos; tanque de almacenamiento; 01 hidrante contra incendio; la red de distribución, cantidad de lotes beneficiados por el sistema de abastecimiento de agua.
Ilustración No. 2. Esquema de la red aplicando EPANET versión 2 Esp. Obsérvese en el gráfico la relación de la altura versus la velocidad, así como la orientación y dirección del flujo en cada uno de los nodos indicados, iniciando el sistema en el punto de acople No. 100.
Conclusiones
De los cálculos realizados, se obtuvieron para un total de 151 viviendas en donde se ubicaron 906 habitantes en un área del municipio de la Paz Carazo, quienes contarán con una red de distribución de agua potable para garantizar el consumo efectivo del vital líquido y su disponibilidad por tiempo completo, así mismo, asegurar el desarrollo de un ambiente sanitario adecuado para sus ocupantes. Para ello se logro determinar los datos siguientes para en tres puntos principales de la red de distribución propuesta que serán utilizados por constructores y urbanizadores en la ejecución de trabajo de ingeniería:
CPDT (Consumo Promedio Día Total) de 0,36 l/s; 0,33 l/s; y 0,26 l/s;
CMH (Consumo Máximo Hora) de 0,91 l/s; 0,82 l/s; y 0,66 l/s; y
CMD (Consumo Máximo Día) de 0,55 l/s; 0,49 l/s, y 0,40 l/s
Se proyecto y ubico en el terreno red de distribución con una configuración irregular que suministrará agua potable en cada vivienda dentro de un área urbanizada de 200 m2.
De los resultados obtenidos, particularmente, en el tanque de almacenamiento se lograron determinar las dimensiones y volúmenes de este, siendo de utilidad al momento de diseñar y construir la red de distribución, calculándose volumen de compensación en 41,04 m3/d; un volumen de emergencia de 24,63m3/d; y finalmente, un caudal contra incendio de 64,80m3/d, totalizando 130,47m3/d con altura y diámetro estimada en el tanque en 5,50 metros.
De las ilustraciones No. 1 y No. 2, se muestra un sistema cerrado de la red de distribución, en donde se indican condiciones de diseños del sistema entre 20 y 80 metros de alturas, con velocidades del orden de los 0.10 hasta 2.0 metros/segundos. Sugiriendo la entrega efectiva del agua en cada nodo propuesto para los 151 lotes que conforman el área del estudio.
Recomendaciones
Considerar los resultados obtenidos en el presente estudio dentro del diseño de construcción de la red de distribución que realicen los constructores y urbanizadores en el área propuesta para el abastecimiento de agua potable a 906 habitantes del lugar en tiempo y forma, con agua disponibilidad completa del vital líquido.
Tomar en cuenta los actuales criterios de diseños en este trabajo y corroborarlo con las normas técnicas propuestas a la fecha por el Instituto Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (INAA) sobre la construcción de estructuras habitacionales con características y mediciones ajustadas a la red de distribución proyectada. De ello depende el garantizar el suministro y consumo de agua potable en forma efectiva; así como contribuir al desarrollo de actividades humanas de primer orden en el área.
Situar en forma adecuada el tanque de almacenamiento sin afectar la disponibilidad de agua potable en sitios puntuales del área urbanizada.
Dar seguimiento y monitoreo a los trabajos de ingeniería que se realicen; así como desarrollar ensayos de campo para evaluar la calidad química del agua a consumir. De esta manera se evitan inconveniente relacionados con salud pública y problemas sanitarios que se generen de la falta de sistema de alcantarillado, o sobresaturación de los mismos.
Control y seguimiento minucioso de cada una de las variables hidráulicas diseñadas aquí propuestas para un mejor funcionamiento y desarrollo de la red de distribución, entre esta la altura y velocidades de los flujos de agua; orientación y dirección del agua; características del sistema de tuberías; condiciones del terreno, y otros.
Autor:
Tupak Ernesto Obando Rivera
Miguel Ernesto Mayorga Noguera
Emilio Ulises Silva Zamora
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÌA
Recinto Universitario Simón Bolívar
PROGRAMA DE ADMINISTRACIÒN DE UNIDADES DE SERVICIOS (UNI-PAUS)
(MANAGUA-NICARAGUA)
Managua, Febrero 2012