Unidad 2: Sistema de Distribución
SA275 Operación, Mantenimiento y Gerencia de Proyectos
Octubre 2023
Redes Secundarias de Agua
Tubería HD con manga (forro) de Polietileno en
suelos agresivos
Verdadero
Falso
Verdadero
Los registros para cada válvula deberían ser mostrados cuando fueron
maniobradas. Es en sentido horario o antihorario.
Verdadero
Válvula reductora de presión
Hidráulica para lor Operadores en Términos Básicos
Con la finalidad de suministrar agua a nuestros
consumidores, debemos conducir el agua de un lugar a
otro, y algunas veces desde un nivel bajo a un nivel alto.
Para nuestras palabras, necesitamos conocer la
terminología y características acerca del movimiento
tales como:
• Que cantidad de agua está siendo conducida desde
un lugar (punto) a otro punto (Volumen, Caudal)
• Cuanto tiempo demora adonde queremos conducirla
(Velocidad, Tiempo de Retención)
• Cuál es el área de sección transversal que conduce el
caudal a través de ella. (Área)
• Cuanta energía necesitamos para conducir el agua.
(Potencia, Presión, Altura Piezométrica (Cota))
Símbolos usados para la Terminología
Terminología
Símbolo
Área
Volumen
Caudal
Velocidad
Tiempo de Retención
Cota (Altura) Piezométrica
Presión
Potencia
A
Vol
Q
V
Tr
m
mca, Pa
KW, HP
4 Componentes:
•
•
•
•
Área
Volumen
Tiempo
Distancia
Cálculo del Volumen del Reservorio
Cálculo del Tiempo de Retención
Ejemplo
Determine el caudal promedio de la bomba de descarga en l/s, dada la siguiente
información:
- Caudal de salida de la PTA = 1.24 m3/s
- Nivel de agua en el reservorio se elevó 2.70 m en t = 5 horas
- Diámetro del reservorio D = 60 m
Fuerza y la Presión del Agua
Fuerza es el peso de un objeto, se expresa generalmente en Kg o
Newton (SI)
Presión es la fuerza ejercida sobre una unidad de área,
generalmente expresada en: Kg/cm2, libra/pulg2, Pascal =
(Newton/m2); Bar, Atmosféras, metros de columna de agua
Ejemplo
Un reservorio de agua tiene 6 m de diámetro y 18 m de altura; cuál es la presión en
metros de columna de agua (mca) en el fondo, asumiendo que el nivel de agua está
a 15 m desde el nivel del fondo.
Condición Estática
Válvula cerrada
Condición Dinámica Q > 0
Válvula abierta
Altura y la Pérdida de Carga
Condición Estática
La tubería está horizontal y tiene el mismo nivel en todos los puntos; el caudal de
circulación Q = 0, por lo que es una condición estática.
La altura de presión en los puntos A y B es 30.44 mca; el manómetro registra 43.3
lb/pulg2
El esquema indica una tubería bajo presión, pero con caudal Q = 0; el flujo permanece
estático, pero la tubería está en pendiente.
La presión se incrementa de 43 lb/pulg2 (30.44 mca) a 52.0 lb/pulg2 (36.50 mca)
El esquema representa una tubería horizontal bajo condiciones de flujo el
caudal es mayor que cero Q > 0; es una condición de flujo llamada dinámica.
La altura de presión cae de 43.3 lb/pug2 (30.44 mca) a 30.3 lb/pug2 (21.3 mca)
El esquema representa una tubería en pendiente bajo condiciones de flujo
La altura de presión desde el punto A al punto B, cae de 30.44 mca (43.3 lb/pulg2)
a 18.30 mca (26lb/pulg2)
Ejemplo
Determine la altura de presión en el punto B en el siguiente esquema.
• La altura de presión es la altura de la columna de agua, que tiene una
presión de 32.0 lb/pulg2 ( 22.50 mca) en el fondo.
• La altura de presión en B es 22.50 mca
Ejemplo
Determine la presión en el punto B en el sistema, dada la siguiente
información:
- pérdida de carga del punto A al punto B es 6.40 m
- la altura de velocidad y las pérdidas locales no se consideran
- la tubería se eleva 9 m dl punto A al punto B
Cota Piezométrica = Cota de Terreno + Presión
Pérdida de carga hf = Cota piezométrica A – Cota Piezométrica B
Cota Piezométrica en A = 100 (nivel referencial) + 45.72 mca (150 pies)
Cota Piezométrica en A = 100 + 45.72 = 145.72 m
Pérdida de carga (21 pies = 6.40 m) = 145.72 – Cota Piezométrica en B
Cota Piezométrica en B = 145.72 – 6.40 = 139.32 m
124.72 = Cota de terreno en B (100 + 9 = 109 m) + Presión en B
Presión en B = 139.32 – 109 = 30.32 mca (99.48 pies = 43.13 lb/pulg2)
Ejemplo
La lectura de presión en la descarga de la bomba registra 72 lb/pulg2 (50.62 mca),
cuando la bomba está funcionando. La presión en la cima de la colina que esta
12.20 m sobre la bomba registra 45 lb/pulg2 (31.64 mca); cuál es la pérdida de
carga (fricción) en la tubería en m.
Ejemplo
Un reservorio tiene una altura de agua de 15 m; asumiendo que está lleno, cuál es la
presión en el fondo del reservorio, y cuál es la presión en la parte baja (punto X)
Presión en el nivel de fondo del reservorio = Altura del nivel de agua = 15 mca
Presión en el punto X = Altura de agua en reservorio + Desnivel desde cota terreno
del reservorio al punto X
Presión en X = 15 + 36 = 51 mca
Ejemplo
Una vivienda está ubicada en la cota de terreno 270 msnm. El nivel de la cota de terreno
del reservorio que atiende a la vivienda es 385 msnm; si el reservorio tiene una altura de
agua de 6 m y está 3/4 lleno, cuál es la presión en mca en la vivienda
Cota Piezométrica en el Reservorio = 385 + ( 6 * 0.75) = 389.50
Cota Piezométrica en la Vivienda = 270 + Presión
Cota Piezométrica en la Vivienda = Cota Piezométrica Reservorio – Pérdida de carga hf
Asumiendo condición estática hf = 0
270 + Presión vivienda = 389.50 + 0
Presión vivienda = 389.50 – 270 = 119.50 mca
Ejemplo
Dos (02) viviendas son abastecidas por un reservorio cercano de agua; la vivienda A está
33 m sobre la vivienda B que está en la cota de terreno 130 msnm. La cota de terreno del
reservorio es 212 msnm y el nivel mínimo de agua es 0.60 m, puede este nivel mínimo de
agua cumplir el requerimiento de una presión de 42 mca en la vivienda A
Ejemplo
Cuantos litros de Hipoclorito de Sodio al 15% de contenido de cloro son requeridos
para desinfectar un reservorio de agua; la dosis deseada es de 50 mg/l y el volumen del
reservorio es de 5100 m3
Suministro = Volumen * Dosis
Bombas Centrífugas
Esquema Hidráulico
0.025 m3/s
Balance de Agua
Qué es el Agua No Facturada (No
Contabilizada)
El Agua No Facturada es el
volumen de agua suministrado
hacía el sistema de
abastecimiento de agua que no
genera ingresos por ventas
Ingresos por
Facturación
Agua No Facturada
Agua No Facturada
Conexiones
Clandestinas
Errores en la
Micromedición
Pérdidas
Aparentes, el agua
llega al
consumidor, pero
no se cobra
Pérdidas reales, el
agua no llega al
consumidor, se pierde
en el sistema de agua
Pérdidas Típicas desde un Sistema de Abastecimiento de Agua
Pérdidas Físicas (Reales)
Planta
Tratamiento
Pérdidas Comerciales (Aparentes)
Reservorios
Sistema de
Distribución
Micro
Medidores
Facturación
Balance de Agua
Agua
Facturada
Volumen Total
de Ingreso al
Sistema
Agua No
Facturada
Concepto de las Pérdidas
Consumo Autorizado No Facturado
Consumo Autorizado No Facturado
Qué es el Consumo Autorizado No Facturado
Pérdidas Aparentes o Pérdidas Comerciales
Componentes Claves de las Pérdidas Comerciales
Cuatro (04) Enfoques para la Reducción de las Pérdidas
Comerciales
Pérdidas Físicas o Pérdidas Reales
Pérdidas Físicas (Fugas)
La fuga es el agua que sale de la red de distribución
antes de llegar al consumidor (vivienda)
Cuatro (04) Enfoques para la Reducción de las
Fugas
Objetivo: Nivel Económico de Fugas (Pérdidas)
El Nivel Económico de Fugas (NEF) es “nivel de fugas en el
que cualquier reducción adicional incurriría en costos
mayores que los beneficios derivados del ahorro
Método 1 – Índice de Fugas (Pérdidas de la
Infraestructura)
Relación del índice de Fugas de la Infraestructura:
Índice de Fugas de la Infraestructura =
Fugas Actuales (Volumen de Pérdidas Físicas) /
Mínimo Alcanzable anual de Pérdidas Físicas
Fórmula para Calcular el Mínimo Alcanzable Anual de
Pérdidas Físicas
MAAPF (litros/día) = (18 * Lm + 0.8 * Nc + 25 * Lp) * P
donde:
Lm = longitud de la tubería en Km
Nc = número de conexiones domiciliarias
Lp = longitud total de conexión domiciliaria, límite de la
propiedad al medidor de consumo (Km)
P = promedio de la presión en mca
Medida de la longitud de la Tubería al Medidor del
Consumidor
Lp es la suma de las longitudes de la tubería desde
el límite de propiedad al medidor del consumidor
Método 1: Índice de Fugas de la Infraestructura
Ejemplo calculado para un Mínimo Alcanzable de
Fugas
Longitud total de la Tubería (Lm)
Número de Conexiones (Nc)
Longitud total de la conexión domiciliaria (Lp)
Promedio de la Presión (mca)
Mínimo Alcanzable Anual de Pérdidas Físicas