Proyecto Agua Potable

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1
1
Onda Directa y Reflejada










Contenido
ANTECEDENTES 2
INTRODUCCION 2
DESCRIPCION DEL PROYECTO 3
OBJETIVOS 3
MARCO FISICO 3
LOCALIZACION GEOGRAFICA 3
CLIMA 5
PERFIL SOCIODEMOGRÁFICO 6
DISTRIBUCION DE LA POBLACION 7
METODOLOGIA 9
CALCULO DE LA POBLACION DEL PROYECTO 9
CALCULO DE LOS GASTOS DE PROYECTO 9
LÍNEA DE CONDUCCIÓN 10
TANQUE DE REGULACIÓN 18
RED DE DISTRIBUCIÓN 19
CONCLUSIONES 27
BIBLIOGRAFÍA 27













ANTECEDENTES
INTRODUCCION
El agua es un elemento esencial para la vida, por lo que las antiguas civilizaciones se ubicaron a lo largo de los ríos. Más tarde, los avances técnicos le permitieron al hombre transportar y almacenar el agua, así como extraerla del subsuelo, por lo cual los asentamientos humanos se han esparcido lejos de ríos y de otras fuentes superficiales de agua.

De la misma forma que ha evolucionado el uso del agua, lo ha hecho el término "abastecimiento de agua" que en nuestros días conlleva el proveer a las localidades urbanas y rurales de un volumen suficiente de agua, con una calidad requerida y a una presión adecuada.

Un sistema moderno de abastecimiento de agua se compone de instalaciones para la captación, almacenamiento, conducción, bombeo, tratamiento y distribución. Las obras de captación y almacenamiento permiten reunir las aguas aprovechables de ríos, manantiales y agua subterránea. Incluyen actividades como el desarrollo y cuidado de la cuenca de aportación, pozos y manantiales, así como la construcción de presas y de galerías filtrantes. La conducción engloba a los canales y acueductos, así como instalaciones complementarias de bombeo para transportar el agua desde la fuente hasta el centro de distribución.

El abastecimiento del agua a un poblado se logra mediante el transporte de este importante líquido desde la fuente de abastecimiento hasta un sitio ubicado en el poblado para su posterior distribución.
Las obras de conducción forman parte de un sistema de agua potable que de acuerdo a su diseño tienen un impacto económico en la operación del mismo.

La distribución es dotar de agua al usuario para su consumo. Una red de distribución (que se denominará en lo sucesivo red) es el conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desde tanques de servicio o de distribución hasta la toma domiciliaria o los hidrantes públicos. Su finalidad es proporcionar agua a los usuarios para consumo doméstico, público, comercial, industrial y para condiciones extraordinarias como el extinguir incendios.

La red debe proporcionar este servicio todo el tiempo, en cantidad suficiente, con la calidad requerida y a una presión adecuada. Los límites de calidad del agua, para que pueda ser considerada como potable se establecen en la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1 vigente.

El área de este proyecto se encuentra ubicada al Suroeste de la ciudad de San Luis Potosí, buscando mejores condiciones de vida y tener un mejor abastecimiento y suministro de agua potable es por lo cual se propone el proyecto siguiente.







Lámina 1.1 Localización de la zona de estudio
Sierra AzulSierra Azul
Sierra Azul
Sierra Azul
Fuente GOOGLE MAPS

DESCRIPCION DEL PROYECTO
En el presente proyecto se desea realizar el suministro de agua potable desde un tanque de almacenamiento ubicado en el complejo residencial de Villantigua hasta un tanque elevado en el complejo residencial Sierra Azul por medio de una línea de conducción por bombeo, el cual servirá como tanque de regulación para abastecer a la red de distribución de dicha colonia.

OBJETIVOS
Uno de los principales objetivos que se tomaron en cuenta para proponer este proyecto es el abastecimiento de agua potable con lo cual se podrá hacer uso de este recurso en toda la colonia.
Por último puede proyectarse a futuro un uso eficiente de dicho recurso.
MARCO FISICO
LOCALIZACION GEOGRAFICA
Localización del estado de San Luis Potosí
El estado de San Luís Potosí se encuentra situado en la parte central de la República Mexicana (Lámina 1.4), entre la sierra madre oriental, las sierras de Zacatecas y la planicie costera del golfo, ocupando el 3.4% de la superficie total del país. Colinda al norte con el estado de Coahuila, al noreste con Nuevo León y Tamaulipas, al este con Veracruz, al sur con Guanajuato, Querétaro e Hidalgo, al suroeste con Jalisco y al oeste con Zacatecas. Su ubicación geográfica corresponde con las coordenadas geográficas al norte 24° 29', al sur 21° 10' de latitud norte; al este 98° 20', al oeste 102° 18' de longitud oeste.

El estado de San Luis Potosí cuenta con 58 municipios, los cuales se encuentran distribuidos en cuatro zonas geográficas principales: Región Huasteca, Región Media, Región Centro y Altiplano Potosino.

Su nombre oficial es Estado Libre y Soberano de San Luis Potosí y con su extensión territorial de 63.068 km es el decimoquinto estado por extensión de la República Mexicana.
Lámina 1.2 Localización de San Luis Potosí

Fuente http://www.map-of-mexico.co.uk/espanola/mapa-de-sanluispotosi.htm
Localización del municipio de San Luis Potosí
El municipio se localiza en la zona centro, a 363 km al norte-noroeste de la Ciudad de México. Cuenta con una altitud media sobre el nivel del mar de 1 860 m.
La superficie total del municipio es de 1,443.14 km2 lo que representa el 2.38% del territorio estatal.

Capital del estado mexicano de San Luis Potosí y cabecera de la municipalidad del mismo nombre. Esta ciudad es considerada la décima zona metropolitana más grande de México con una población de aproximadamente 2, 585,518 habitantes. (Tabla 1.1)

Sus límites son: al norte, los municipios de Moctezuma y Salinas, al este, los municipios de Soledad de Graciano Sánchez y Cerro de San Pedro, al sureste, Zaragoza, al sur, el Estado de Guanajuato, al suroeste, el municipio de Villa de Arriaga, al oeste, los municipios de Ahualulco y Mexquitic de Carmona.

Lámina 1.3 Localización del municipio de San Luis Potosí

Fuente: Comisión Nacional del Agua

Localización de Sierra Azul
La localización del complejo residencial de Sierra Azul se encuentra a un kilómetro del parque tangamanga, por la parte suroeste de este mismo cruzando el Boulevard Antonio Rocha Cordero.

CLIMA
Existen diferentes climas a lo largo y ancho del municipio de San Luis Potosí:
En la parte sur, el clima es seco templado y semi seco templado. Al norte: Seco semi cálido. En el centro, el clima es muy seco templado. La temperatura media anual es de 16.8ºC, con una máxima absoluta de 35ºC y una mínima absoluta de 7ºC. La temperatura cálida comprende de marzo a octubre y el periodo frío de noviembre a febrero.

Dentro de la extensión territorial de la zona residencial de Sierra Azul se cuenta con un clima seco semicálido con lluvias en verano, clave BSh (Lámina 1.4).

Lámina 1.4 Distribución del clima en la zona de estudio
SIERRA AZULSIERRA AZUL
SIERRA AZUL
SIERRA AZUL
Fuente Síntesis de información geográfica del estado de San Luis Potosí INEGI

La precipitación total anual es de 436.38 mm en la localidad Escalerillas, el mes de menor humedad es noviembre con 7.63 mm de precipitación mensual, el mes de mayor humedad es junio con 90.36 mm de precipitación mensual, los meses más secos son: noviembre, diciembre, enero, febrero, marzo, abril y mayo, por lo que de junio a octubre es el periodo en que hay humedad suficiente para el desarrollo de plantas propias de estos ambientes.

PERFIL SOCIODEMOGRÁFICO
Evolución Demográfica
De acuerdo al XII Censo General de Población y Vivienda 2010 efectuado por el INEGI, la población total del municipio es de 2,585, 518 habitantes, de los cuales 1,260, 366 son hombres y 1, 325,152 son mujeres. La población total del municipio representa el 29.88 por ciento, con relación a la población total del estado. Su densidad de población es de 42 habitantes por kilómetro cuadrado.

Como se puede ver en la Tabla 1.2 la tasa de crecimiento del municipio de S.L.P. tiende a ascender ya que de acuerdo a los resultados que presenta el II Conteo de Población y Vivienda del 2010, el municipio cuenta con un total de 2,585,518 habitantes, lo cual es mayor a la registrada en el año de 1990.



Tabla 1.1 Censos de población en el municipio de San Luis Potosí.
Año
Población
1990
1,757,456
1995
2,091,373
2000
2,237,769
2005
2,439,168
2010
2,585,518

Fuente: CONAPO, La población de los municipios de México 1950-1990, 1994.
INAFED, Sistema Nacional de Información Municipal, México, 2002.


Tabla 1.2 Tasas de crecimiento en los Estados de la República Mexicana

Fuente: INEGI


DISTRIBUCION DE LA POBLACION

De acuerdo a los datos del plano ya lotificado y el índice de hacinamiento de INEGI

Son un total de 390 lotes habitacionales






Tabla 1.3 Índices de hacinamiento en los Estados de la República Mexicana


Fuente: INEGI




Y con un índice de hacinamiento de 4 hab/lote, tenemos que

Habitantes = 4 hab/lote * 390lotes = 1560 Hab























METODOLOGIA
CALCULO DE LA POBLACION DEL PROYECTO
Pf = ( 1 + t )p Pa






















Pf =
Población de proyecto, en habitantes



t =
Tasa histórica de crecimiento poblacional en la localidad, en porciento decimal
p =
Período de diseño, en años






Pa =
Población actual estimada, en habitantes















Datos :











t =
1.100
%









p =
20
años








Pa =
1,560
habitantes































Pf =
(
1
+
0.011
)
20
×
1,560
=
1,942
habitantes

CALCULO DE LOS GASTOS DE PROYECTO
De las siguientes tablas se obtiene la dotación en razón de litros por habitante por día.
Clima
Residencial
Media
Popular
Cálido
400
230
185
Semicalido
300
205
130
Templado
250
195
100
Temperatura Media Anual
Tipo de Clima
Mayor que 22oC
Cálido
18oC-22oC
Semicalido
12oC-17.9oC
Templado


Qmedio diario = (Población × Dotación ) / 86,400




Qmáx. diario = Cvd × Qmedio diario







Qmáx. horario = Cvh × Qmáx. diario























Dotación =



300
lts / hab / día





Población =



1,942
habitantes



Cvd = Coeficiente de variación diaria =



1.40




Cvh = Coeficiente de variación horaria =



1.55















Qmedio diario=
(1,942
×
300
) / 86,400 =
6.7
lps










0.0067
m3/s












Qmáx. diario =


1.40

×

6.7
=
9.4
lps










0.0094
m3/s












Qmax. horario =


1.55

×

9.4
=
14.6
lps










0.0146
m3/s



LÍNEA DE CONDUCCIÓN
Qmáx diario = 0.0094 m3/s
L = 2289.36 m
Z1 =1927.32
Z2 = 2060.152 + 10m de estructura de elevación + 3m de tirante en el tanque

Ecuación de energía
hfhfEnergía 1-2
hf
hf
Z1+P1σ+v12g+hA+hR=Z2+P2σ+v22g+h1-2
hA=Z2-Z1+hf
Pérdidas por fricción
Manning hf=Q2n2LA2Rh4/3
hA=Z2-Z1+Q2n2LA2Rh43 hA=142.83+ Q2n2LA2Rh4/3
Se usa tubería de acero con un n=0.016,


6
D =
0.1524
m

P =
14474.7581
Watt
Q =
0.0094
m3/s
A =
0.01824147
m2


19.4031609
HP
n =
0.016

R =
0.0381
m

P80%=
24.2539512
HP
L =
2289.36
m







hf =
12.1392027




















8
D =
0.2032
m

P =
13596.7035
Watt
Q =
0.0094
m3/s
A =
0.03242928
m2


18.2261441
HP
n =
0.016

R =
0.0508
m

P80%=
22.7826801
HP
L =
2289.36
m







hf =
2.6172803




















10
D =
0.254
m

P =
13428.7701
Watt
Q =
0.0094
m3/s
A =
0.05067075
m2


18.0010323
HP
n =
0.016

R =
0.0635
m

P80%=
21.501
HP
L =
2289.36
m







hf =
0.79615355








Se optó por la tubería de 10", con lo cual se obtiene la carga total
hA=145.83+ 0.79615355=146.63m
Lámina 1.5 Curvas de bombas ALTAMIRA serie kor10

Fuente: Catalogo de Bombas Sumergibles de ALTAMIRA serie KOR

De la tabla anterior seleccionamos la bomba con la potencia que mejor se adapte a la potencia, gasto y carga piezométrica requerida, de la cual seleccionamos la KOR10 R250-12 (25HP). Una vez seleccionado el diámetro y la bomba de la línea de conducción se revisa la tubería para ver cómo reacciona ante una parada de bomba con la ayuda de los fenómenos transitorios, para lo cual nos ayudaremos de las cadenas de allievi para dicho cálculo.
Se tienen las siguientes fórmulas:
hi=(2-2*ε*vi-1)hi=(2-2*ε*vi-1)b=Bb*αi-2*ε2*Cbb=Bb*αi-2*ε2*CbCb=Q2*ϕ3HoCb=Q2*ϕ3HoBb=Q*ϕ2HoBb=Q*ϕ2HoAb=ϕ1HoAb=ϕ1Ho
hi=(2-2*ε*vi-1)
hi=(2-2*ε*vi-1)
b=Bb*αi-2*ε2*Cb
b=Bb*αi-2*ε2*Cb
Cb=Q2*ϕ3Ho
Cb=Q2*ϕ3Ho
Bb=Q*ϕ2Ho
Bb=Q*ϕ2Ho
Ab=ϕ1Ho
Ab=ϕ1Ho
c=2-2*ε*vi-1-Ab*αi2-hiCbc=2-2*ε*vi-1-Ab*αi2-hiCb
c=2-2*ε*vi-1-Ab*αi2-hiCb
c=2-2*ε*vi-1-Ab*αi2-hiCb
vi=b2+c-bvi=b2+c-b
vi=b2+c-b
vi=b2+c-b

Se obtiene la curva característica de la bomba y los parámetros necesarios para los cálculos:

Q
H
0.00335
192
0.0094
148.45
0.0135
95

 
Pot (HP)=
25.0000
ϕ1 =
198.00
ϕ2 =
135.40
ϕ3 =
-575195.89


Ab =
1.333792821
Bb=
0.00857369
Cb=
-0.342366511
Thorley
WR^2 =
0.069849015
n=
3450

D =
0.2032
m
Ev
21000000000
 
Et
224000000
 
L =
2289.36
m
Espesor (mm)
0.005
m
2Ɛ =
0.246372211
 
T
3.699079978
 
 
 
 
KbT
7.405490164
 
I
0.007120185
 
a
1237.799677
 
Vo
0.28986152
 
A
0.032429279
 
lamda
0.75
 


Lámina 1.6 Curvas característica de la bomba

Fuente: Catalogo de Bombas Sumergibles de ALTAMIRA serie KOR y elaboración propia

Con esto se realizan las cadenas de allievi con la ayuda de la siguiente tabla, modificando los incrementos de i a 0.01
i
αi
b
b²
c
2-2Ɛ*vi-1
2Ɛ*vi-hi-1
hi
vi
i
0
 
 
 
 
 
 
1.0000
1.0000
0
0.01
0.9311
0.3481
0.1212
1.1759
1.7536
-0.8052
0.9485
0.7907
0.01
0.02
0.8710
0.3489
0.1217
0.7543
1.7536
-0.8554
0.8983
0.5870
0.02
0.03
0.8182
0.3496
0.1222
0.4069
1.7536
-0.9069
0.8468
0.3779
0.03
0.04
0.7715
0.3501
0.1226
0.1174
1.7536
-0.9656
0.7881
0.1398
0.04
0.05
0.7298
0.3507
0.1230
-0.1264
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.05
0.06
0.6924
0.3511
0.1233
-0.3337
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.06
0.07
0.6586
0.3516
0.1236
-0.5114
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.07
0.08
0.6280
0.3519
0.1239
-0.6649
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.08
0.09
0.6001
0.3523
0.1241
-0.7985
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.09
0.1
0.5745
0.3526
0.1243
-0.9153
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.1
0.11
0.5511
0.3529
0.1245
-1.0181
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.11
0.12
0.5295
0.3532
0.1247
-1.1091
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.12
0.13
0.5095
0.3534
0.1249
-1.1899
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.13
0.14
0.4910
0.3537
0.1251
-1.2621
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.14
0.15
0.4737
0.3539
0.1252
-1.3269
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.15
0.16
0.4577
0.3541
0.1254
-1.3851
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.16
0.17
0.4427
0.3543
0.1255
-1.4378
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.17
0.18
0.4286
0.3544
0.1256
-1.4855
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.18
0.19
0.4154
0.3546
0.1257
-1.5288
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.19
0.2
0.4030
0.3548
0.1259
-1.5684
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.2
0.21
0.3914
0.3549
0.1260
-1.6045
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.21
0.22
0.3803
0.3550
0.1261
-1.6377
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.22
0.23
0.3699
0.3552
0.1261
-1.6681
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.23
0.24
0.3601
0.3553
0.1262
-1.6962
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.24
0.25
0.3507
0.3554
0.1263
-1.7221
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.25
0.26
0.3418
0.3555
0.1264
-1.7460
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.26
0.27
0.3334
0.3556
0.1265
-1.7682
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.27
0.28
0.3254
0.3557
0.1265
-1.7888
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.28
0.29
0.3177
0.3558
0.1266
-1.8080
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.29
0.3
0.3104
0.3559
0.1267
-1.8259
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.3
0.31
0.3034
0.3560
0.1267
-1.8426
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.31
0.32
0.2968
0.3561
0.1268
-1.8581
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.32
0.33
0.2904
0.3562
0.1269
-1.8727
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.33
0.34
0.2843
0.3562
0.1269
-1.8864
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.34
0.35
0.2784
0.3563
0.1270
-1.8993
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.35
0.36
0.2728
0.3564
0.1270
-1.9114
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.36
0.37
0.2674
0.3565
0.1271
-1.9227
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.37
0.38
0.2622
0.3565
0.1271
-1.9334
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.38
0.39
0.2572
0.3566
0.1272
-1.9435
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.39
0.4
0.2524
0.3566
0.1272
-1.9531
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.4
0.41
0.2478
0.3567
0.1272
-1.9621
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.41
0.42
0.2433
0.3568
0.1273
-1.9706
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.42
0.43
0.2390
0.3568
0.1273
-1.9787
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.43
0.44
0.2348
0.3569
0.1274
-1.9864
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.44
0.45
0.2308
0.3569
0.1274
-1.9937
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.45
0.46
0.2269
0.3570
0.1274
-2.0006
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.46
0.47
0.2232
0.3570
0.1275
-2.0072
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.47
0.48
0.2196
0.3571
0.1275
-2.0134
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.48
0.49
0.2160
0.3571
0.1275
-2.0194
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.49
0.5
0.2126
0.3571
0.1276
-2.0251
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.5
0.51
0.2093
0.3572
0.1276
-2.0305
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.51
0.52
0.2061
0.3572
0.1276
-2.0357
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.52
0.53
0.2030
0.3573
0.1276
-2.0406
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.53
0.54
0.2000
0.3573
0.1277
-2.0453
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.54
0.55
0.1971
0.3573
0.1277
-2.0499
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.55
0.56
0.1943
0.3574
0.1277
-2.0542
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.56
0.57
0.1915
0.3574
0.1277
-2.0583
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.57
0.58
0.1889
0.3574
0.1278
-2.0623
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.58
0.59
0.1862
0.3575
0.1278
-2.0661
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.59
0.6
0.1837
0.3575
0.1278
-2.0697
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.6
0.61
0.1812
0.3575
0.1278
-2.0733
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.61
0.62
0.1788
0.3576
0.1279
-2.0766
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.62
0.63
0.1765
0.3576
0.1279
-2.0799
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.63
0.64
0.1742
0.3576
0.1279
-2.0830
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.64
0.65
0.1720
0.3577
0.1279
-2.0860
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.65
0.66
0.1698
0.3577
0.1279
-2.0888
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.66
0.67
0.1677
0.3577
0.1280
-2.0916
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.67
0.68
0.1657
0.3577
0.1280
-2.0943
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.68
0.69
0.1637
0.3578
0.1280
-2.0969
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.69
0.7
0.1617
0.3578
0.1280
-2.0994
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.7
0.71
0.1598
0.3578
0.1280
-2.1018
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.71
0.72
0.1579
0.3578
0.1280
-2.1041
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.72
0.73
0.1561
0.3579
0.1281
-2.1063
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.73
0.74
0.1543
0.3579
0.1281
-2.1085
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.74
0.75
0.1526
0.3579
0.1281
-2.1105
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.75
0.76
0.1509
0.3579
0.1281
-2.1126
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.76
0.77
0.1492
0.3579
0.1281
-2.1145
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.77
0.78
0.1476
0.3580
0.1281
-2.1164
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.78
0.79
0.1460
0.3580
0.1281
-2.1182
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.79
0.8
0.1444
0.3580
0.1282
-2.1200
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.8
0.81
0.1429
0.3580
0.1282
-2.1217
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.81
0.82
0.1414
0.3580
0.1282
-2.1233
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.82
0.83
0.1399
0.3581
0.1282
-2.1250
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.83
0.84
0.1385
0.3581
0.1282
-2.1265
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.84
0.85
0.1371
0.3581
0.1282
-2.1280
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.85
0.86
0.1357
0.3581
0.1282
-2.1295
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.86
0.87
0.1344
0.3581
0.1283
-2.1309
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.87
0.88
0.1330
0.3581
0.1283
-2.1323
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.88
0.89
0.1317
0.3582
0.1283
-2.1336
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.89
0.9
0.1305
0.3582
0.1283
-2.1349
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.9
0.91
0.1292
0.3582
0.1283
-2.1362
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.91
0.92
0.1280
0.3582
0.1283
-2.1374
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.92
0.93
0.1268
0.3582
0.1283
-2.1386
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.93
0.94
0.1256
0.3582
0.1283
-2.1398
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.94
0.95
0.1245
0.3582
0.1283
-2.1409
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.95
0.96
0.1233
0.3583
0.1284
-2.1420
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.96
0.97
0.1222
0.3583
0.1284
-2.1431
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.97
0.98
0.1211
0.3583
0.1284
-2.1441
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.98
0.99
0.1200
0.3583
0.1284
-2.1451
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
0.99
1
0.1190
0.3583
0.1284
-2.1461
1.7536
-1.0000
0.7537
0.0000
1
1.01
0.1179
0.3583
0.1284
-2.4481
1.8052
-0.9485
0.8567
0.0000
1.01
1.02
0.1169
0.3583
0.1284
-2.7422
1.8554
-0.8983
0.9571
0.0000
1.02
1.03
0.1159
0.3584
0.1284
-3.0441
1.9069
-0.8468
1.0602
0.0000
1.03
1.04
0.1149
0.3584
0.1284
-3.3877
1.9656
-0.7881
1.1775
0.0000
1.04
1.05
0.1140
0.3584
0.1284
-3.5897
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.05
1.06
0.1130
0.3584
0.1284
-3.5905
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.06
1.07
0.1121
0.3584
0.1285
-3.5913
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.07
1.08
0.1111
0.3584
0.1285
-3.5921
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.08
1.09
0.1102
0.3584
0.1285
-3.5929
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.09
1.1
0.1093
0.3584
0.1285
-3.5937
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.1
1.11
0.1085
0.3584
0.1285
-3.5944
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.11
1.12
0.1076
0.3585
0.1285
-3.5952
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.12
1.13
0.1067
0.3585
0.1285
-3.5959
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.13
1.14
0.1059
0.3585
0.1285
-3.5966
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.14
1.15
0.1051
0.3585
0.1285
-3.5972
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.15
1.16
0.1043
0.3585
0.1285
-3.5979
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.16
1.17
0.1035
0.3585
0.1285
-3.5985
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.17
1.18
0.1027
0.3585
0.1285
-3.5992
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.18
1.19
0.1019
0.3585
0.1285
-3.5998
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.19
1.2
0.1011
0.3585
0.1286
-3.6004
2.0000
-0.7537
1.2463
0.0000
1.2

hmin =
0.7537
Hmin =
111.8868
hmax =
1.2463
Hmax =
185.0132

A continuación se procede a graficar la onda con la ayuda de los valores máximos y mínimos encontrados vaciando estos valores en las siguientes tablas.
ONDA DIRECTA









Carga Extrema
Seccion (x)
k
j
hk
hj
hd(x,i)
i

0
0
1.05
1.05
1.2463
1.2463
1.2463
1.05

L/4
572.34
1.05
1.30
1.2463
1.2463
1.2463
1.175
MAXIMA
L/2
1144.68
1.05
1.55
1.2463
1.2463
1.2463
1.3

2L/3
1526.24
1.05
1.72
1.2463
1.2463
1.2463
1.383333333










0
0
0.05
0.05
0.7537
0.7537
0.7537
0.05
MINIMA
L/4
572.34
0.05
0.30
0.7537
0.7537
0.7537
0.175

L/2
1144.68
0.05
0.55
0.7537
0.7537
0.7537
0.3

2L/3
1526.24
0.05
0.72
0.7537
0.7537
0.7537
0.383333333

ONDA REFLEJADA









Carga Extrema
Seccion (x)
k
j
hk
hj
hd(x,i)
i

0
0
1.05
1.05
1.2463
1.2463
1.2463
1.05

L/4
572.34
0.80
1.05
0.7537
1.2463
1.0000
0.925
MAXIMA
L/2
1144.68
0.55
1.05
0.7537
1.2463
1.0000
0.8

2L/3
1526.24
0.39
1.05
0.7537
1.2463
1.0000
0.723333333










0
0
0.05
0.05
0.7537
0.7537
0.7537
0.05
MINIMA
L/4
572.34
-0.2
0.05
1.0000
0.7537
0.8769
-0.075

L/2
1144.68
-0.45
0.05
1.0000
0.7537
0.8941
-0.2

2L/3
1526.24
-0.62
0.05
1.0000
0.7537
0.9234
-0.286666667

Carga Extrema
Seccion (x)
hi
Hi

0
0
1.2463
185.0132

L/4
572.34
1.2463
185.0132
MAXIMA
L/2
1144.68
1.2463
185.0132

2L/3
1526.24
1.2463
185.0132






0
0
0.7537
111.8868
MINIMA
L/4
572.34
0.7537
111.8868

L/2
1144.68
0.7537
111.8868

2L/3
1526.24
0.7537
111.8868





x
Hmax
Hmin
0
185.0132
111.8868
572.34
185.0132
111.8868
1144.68
185.0132
111.8868
1526.24
185.0132
111.8868
2289.36
145.8300
145.8300
Lámina 1.7 Grafica de ondas directa y reflejada.

Fuente: Elaboración propia


De lo anterior podemos asumir que la onda no corta a la tubería por lo cual se acepta que la tubería siga ese perfil.











TANQUE DE REGULACIÓN

Aplicación del método analítico de volúmenes

Qmax-d =
0.0094
m3/s

Vs =
812.16
m3


Inicio
Fin


Bombeo =
12
Hrs


7
19


VTANQUE =
265.64
m3










Tiempo (Hr)
Qe
Ve
C.V.H.
Qs
Vs
Ve-Vs
Vacum
0
1
0.0000
0.0000
0.53
0.004982
17.94
-17.9352
-17.9352
1
2
0.0000
0.0000
0.49
0.004606
16.58
-16.5816
-34.5168
2
3
0.0000
0.0000
0.44
0.004136
14.89
-14.8896
-49.4064
3
4
0.0000
0.0000
0.44
0.004136
14.89
-14.8896
-64.2960
4
5
0.0000
0.0000
0.45
0.00423
15.23
-15.2280
-79.5240
5
6
0.0000
0.0000
0.56
0.005264
18.95
-18.9504
-98.4744
6
7
0.0000
0.0000
1.26
0.011844
42.64
-42.6384
-141.1128
7
8
0.0188
67.6800
1.90
0.01786
64.30
3.3840
-137.7288
8
9
0.0188
67.6800
1.71
0.016074
57.87
9.8136
-127.9152
9
10
0.0188
67.6800
1.44
0.013536
48.73
18.9504
-108.9648
10
11
0.0188
67.6800
1.43
0.013442
48.39
19.2888
-89.6760
11
12
0.0188
67.6800
1.27
0.011938
42.98
24.7032
-64.9728
12
13
0.0188
67.6800
1.21
0.011374
40.95
26.7336
-38.2392
13
14
0.0188
67.6800
1.09
0.010246
36.89
30.7944
-7.4448
14
15
0.0188
67.6800
1.05
0.00987
35.53
32.1480
24.7032
15
16
0.0188
67.6800
1.10
0.01034
37.22
30.4560
55.1592
16
17
0.0188
67.6800
1.20
0.01128
40.61
27.0720
82.2312
17
18
0.0188
67.6800
1.29
0.012126
43.65
24.0264
106.2576
18
19
0.0188
67.6800
1.46
0.013724
49.41
18.2736
124.5312
19
20
0.0000
0.0000
1.15
0.01081
38.92
-38.9160
85.6152
20
21
0.0000
0.0000
0.75
0.00705
25.38
-25.3800
60.2352
21
22
0.0000
0.0000
0.65
0.00611
22.00
-21.9960
38.2392
22
23
0.0000
0.0000
0.60
0.00564
20.30
-20.3040
17.9352
23
24
0.0000
0.0000
0.53
0.004982
17.94
-17.9352
0.0000

Por lo tanto se propone un tanque de 9m por 9m por 3.5m de profundidad, obteniéndose con eso un total de 283m3, para un tirante aprovechable de 3.20m, así quedando el volumen en 266m3.






RED DE DISTRIBUCIÓN
Para el cálculo de la red de distribución se toma en cuenta la demanda por nodo, y se usa el Gasto Máximo Horario para su cálculo, con la ayuda de los gastos de diseño obtenido se proyecta la red con las siguientes consideranciones:
No Lotes =
390
Poblacion =
1,942
Dotacion =
300
Qmed =
6.7
QmaxD =
9.4
QmaxH =
14.6


qUnit =
0.0374359



Tramo
lotes
Gasto x tramo
Nodo
Demanda
2
13
0.486666667
2
0.16846154
3
5
0.187179487
3
0.44923077
4
6
0.224615385
4
0.35564103
5
2
0.074871795
5
0.18717949
6
4
0.14974359
6
0.54282051
7
2
0.074871795
7
0.22461538
8
12
0.449230769
8
0.28076923
9
15
0.561538462
9
0.41179487
10
8
0.299487179
10
0.6925641
11
2
0.074871795
11
0.50538462
12
12
0.449230769
12
0.14974359
13
16
0.598974359
13
0.46794872
14
6
0.224615385
14
0.20589744
15
2
0.074871795
15
0.65512821
16
18
0.673846154
16
0.33692308
17
15
0.561538462
17
0.28076923
18
0
0
18
0.16846154
19
9
0.336923077
19
0.13102564
20
7
0.262051282
20
0.28076923
21
3
0.112307692
21
1.21666667
22
21
0.786153846
22
1.40384615
23
18
0.673846154
23
1.17923077
24
36
1.347692308
24
0.71128205
26
15
0.561538462
26
0.58025641
27
23
0.861025641
27
0.26205128
28
39
1.46
28
0.28076923
25
14
0.524102564
25
0.82358974
30
5
0.187179487
30
0.46794872
1
9
0.336923077
1
0.61769231
31
0
0
31
0.44923077
29
24
0.898461538
29
0.11230769
32
6
0.224615385


33
2
0.074871795


34
19
0.711282051


35
2
0.074871795


SUMA =
 
14.6
 
14.6


Estos datos se ingresan al programa Epanet 2.0, junto con la red propuesta, elaborada en AutoCAD, este plano con la red propuesta se muestra en el Anexo 1.





Lámina 1.8 Plano con presiones en nodos.

Fuente: Elaboración propia
Para lograr la presión recomendada por el MAPAS se introdujeron tres cámaras rompedoras de presión, las cuales se ven detalladas en el Anexo 1. El material que se escogió fue PEAD con RD17.





Tabla 1.4 Datos generados por el programa Epanet
[TITLE]






prueba













[JUNCTIONS]





;ID
Elev
Demand
Pattern


n2
2060.33
0.16846154

;


n3
2050.47
0.44923077

;


n4
2039.216
0.35564103

;


n5
2046.768
0.18717949

;


n6
2039.912
0.54282051

;


n7
2049.381
0.22461539

;


n8
2023.3
0.28076923

;


n9
2023.516
0.41179487

;


n10
2006.926
0.6925641

;


n11
2048.307
0.50538462

;


n12
2045.097
0.14974359

;


n13
2043.163
0.46794872

;


n14
2024.62
0.20589744

;


n15
2039.86
0.65512821

;


n16
2055.84
0.33692308

;


n17
1999.345
0.28076923

;


n18
2009.92
0.16846154

;


n19
1990
0.13102564

;


n20
1991.322
0.28076923

;


n21
1998.202
1.21666667

;


n22
1981.308
1.40384615

;


n23
1980.6
1.17923077

;


n24
2002.52
0.71128205

;


n26
2008.647
0.58025641

;


n27
2005.404
0.26205128

;


n28
2010.814
0.28076923

;


n25
1990.532
0.82358974

;


n30
2004.771
0.46794872

;


n1
2059.462
0.61769231

;


n31
2056.769
0.44923077

;


n29
2000.018
0.11230769

;









[RESERVOIRS]





;ID
Head
Pattern




1
2073.15

;










[TANKS]






;ID
Elevation
InitLevel
MinLevel
MaxLevel
Diameter
MinVol







[PIPES]






;ID
Node1
Node2
Length
Diameter
Roughness
MinorLoss
p3
n3
n4
90.55
75
0.009
0
p4
n3
n5
67.36
75
0.009
0
p6
n5
n4
63.03
75
0.009
0
p7
n4
n6
60.79
75
0.009
0
p8
n6
n7
92.37
75
0.009
0
p9
n6
n8
98.97
75
0.009
0
p10
n4
n9
90.39
75
0.009
0
p11
n10
n9
42.83
75
0.009
0
p12
n11
n9
185.57
75
0.009
0
p13
n13
n10
195.94
75
0.009
0
p14
n12
n14
94.34
100
0.009
0
p15
n14
n15
49.7
75
0.009
0
p16
n15
n16
115.15
75
0.009
0
p17
n15
n17
94.48
75
0.009
0
p18
n13
n12
27.82
75
0.009
0
p19
n13
n18
118
75
0.009
0
p20
n19
n20
44.19
75
0.009
0
p21
n20
n14
56.98
75
0.009
0
p22
n21
n22
322.3
75
0.009
0
p23
n22
n23
259.2
75
0.009
0
p24
n22
n24
539
75
0.009
0
p25
n26
n27
104.8
75
0.009
0
p26
n26
n28
101.2
75
0.009
0
p27
n25
n30
251.1
75
0.009
0
p28
n21
n23
563.7
75
0.009
0
p29
n1
n31
181.5
75
0.009
0
p2
n3
n11
112.15
100
0.009
0
p5
n12
n11
26.07
100
0.009
0
p30
n20
n21
59.05
75
0.009
0
p1
n2
n1
64
75
0.009
0
p31
n3
n1
60.68
100
0.009
0
p32
n29
n23
76.68
75
0.009
0
p33
n24
n30
30.04
75
0.009
0
p34
n10
n25
183.25
75
0.009
0
p35
n26
n25
64.33
75
0.009
0
p36
n1
1
4
150
0.009
0







[PUMPS]





;ID
Node1
Node2
Parameters









[VALVES]





;ID
Node1
Node2
Diameter
Type
Setting
C2
n11
n9
75
PBV
22.89
0
C3
n15
n17
75
PBV
21.77
0
C1
n14
n20
300
PBV
44.06
0







[TAGS]













[DEMANDS]





;Junction
Demand
Pattern
Category










[STATUS]





;ID
Status/Setting











[PATTERNS]





;ID
Multipliers











[CURVES]





;ID
X-Value
Y-Value











[CONTROLS]












[RULES]













[ENERGY]





Global Efficiency
75





Global Price
0





Demand Charge
0












[EMITTERS]





;Junction
Coefficient











[QUALITY]





;Node
InitQual












[SOURCES]





;Node
Type
Quality
Pattern










[REACTIONS]





;Type
Pipe/Tank
Coefficient


















[REACTIONS]





Order Bulk
1





Order Tank
1





Order Wall
1





Global Bulk
0





Global Wall
0





Limiting Potential
0





Roughness Correlation
0












[MIXING]





;Tank
Model












[TIMES]






Duration
0





Hydraulic Timestep
1:00





Quality Timestep
0:05





Pattern Timestep
1:00





Pattern Start
0:00





Report Timestep
1:00





Report Start
0:00





Start ClockTime
12:00 AM





Statistic
None












[REPORT]





Status
No





Summary
No





Page
0












[OPTIONS]





Units
LPS





Headloss
C-M





Specific Gravity
1





Viscosity
1





Trials
40





Accuracy
0.001





CHECKFREQ
2





MAXCHECK
10





DAMPLIMIT
0





Unbalanced
Continue 10




Pattern
1





Demand Multiplier
1





Emitter Exponent
0.5





Quality
None mg/L




Diffusivity
1





Tolerance
0.01












[COORDINATES]





;Node
X-Coord
Y-Coord




n2
292270.7
2446904.33




n3
292219.3
2446974.95




n4
292176.3
2447054.67




n5
292155.1
2446995.32




n6
292119.6
2447076.43




n7
292083.4
2446991.41




n8
292154.7
2447168.96




n9
292214.9
2447136.4




n10
292226.3
2447177.68




n11
292339.1
2446998.52




n12
292364.9
2447002.55




n13
292351.5
2447026.93




n14
292450.1
2446962.12




n15
292430
2446916.65




n16
292316.6
2446936.4




n17
292519.9
2446887.6




n18
292469.2
2447018.42




n19
292519.2
2446941.99




n20
292503.1
2446983.12




n21
292485.9
2447039.6




n22
292315.3
2447257.59




n23
292243.4
2447459.34




n24
292024.6
2447499.51




n26
292160.7
2447345.54




n27
292171.1
2447241.21




n28
292108
2447431.92




n25
292223.2
2447360.91




n30
292043.6
2447476.27




n1
292207.6
2446915.4




n31
292064.1
2446912.19




n29
292167.3
2447468.95




1
292203
2446889.06











[VERTICES]





;Link
X-Coord
Y-Coord




p22
292483.9
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p22
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p22
292305.1
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p23
292324.3
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p24
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p24
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p24
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p24
292159.5
2447503.18




p24
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p27
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p27
292145.6
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p27
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p28
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p28
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p28
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p28
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p29
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p36
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[LABELS]





;X-Coord Y-Coord Label & Anchor Node









[BACKDROP]





DIMENSIONS
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UNITS
Ninguno





FILE





OFFSET
0
0











[END]






Fuente: EPANET 2.0









CONCLUSIONES
El proyecto fue realizado con el objetivo de dar solución a la distribución de agua potable de manera eficiente y con menor costo posible. Además de que se cuidó de que el tanque elevado no tuviera una elevación mayor a los 20 m. Puesto que nuestro tanque de regulación solo tuvo una altura de 10.2m

También se cuidó que por norma el INTERAPAS pide demandas en los nodos de mínimo 10 m.c.a. y máximas de 50 m.c.a., por lo cual se tuvieron que proponer 3 cámaras rompedoras de presión, solo dos nodos dieron un presión mayor a la máxima, pero al ser mínima esta diferencia se optó por no recomendar la construcción de cámaras para estos tramos, el material que se escogió para la red es PEAD con un RD 17 según diámetros mostrados en la tabla de resultados el cual nos garantiza un carga de trabajo de 70.3 m.c.a.

Por otra parte en la línea de conducción se pudo comprobar que los efectos del golpe de ariete no afectaban de forma significativa la línea de conducción propuesta, por eso se acepta su diámetro, su longitud y el trazo que se propuso. En este caso se decidió optar por una línea de 10" en acero pues era la que menor perdidas tenia, aunque una de 8" también pudo haber sido implementada. No se utilizó en este proyecto la fórmula de diámetro económico pues resultaba ser muy pequeño y al momento de hacerle revisión dio perdidas muy altas, por lo que se prefirió realizar una comparación entre los diámetros superiores al que arrojo la fórmula del diámetro económico.

La bomba calculada nos daba la altura suficiente para elevar la carga de columna de agua hasta el tanque elevado, aunque al momento de buscar esa potencia en el mercado tuvimos que adecuarnos a el valor comercial mayor inmediato para no sobreestimar la carga, aun así nos dio la altura requerida por lo cual no tuvimos que modificar la altura del tanque elevado.
Cuidando estos aspectos se llegó a un diseño eficiente y que cumple con las demandas de la población que ahí habita, así como los parámetros de diseño establecidos por los organismos operadores del servicio de agua potable.


BIBLIOGRAFÍA

Hidráulica de los Canales Abiertos. Ven Te Chow. Editorial Diana, México, 1983. ISBN 968-13-1327-5
Manual de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario 2007, CONAGUA.

Clima, INEGI
http://cuentame.inegi.org.mx/monografias/informacion/slp/territorio/clima.aspx?tema=me&e=24

Rugosidad absoluta de materiales
http://www.uclm.es/area/ing_rural/Hidraulica/Temas/TablaRugosidadAbsolutaMateriales.pdf