proyecto de agua potable

Informe Final Memoria Diseño Red de Agua Potable

Consultora Carlos Arratia Rodríguez

ASOCIACION DE CONSULTORES PARA EL DESARROLLO DE ESTUDIOS

Y PROYECTOS DE PLANIFICACION, INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ECUADO R 137 DPTO. 1 , VIÑA DEL MAR / CHILE Fono 032-465048 , Fax 032-711403 / Móvil 09-8411642 y 09-7427272 / Email carratia r @ 123. cl

INDICE

1 GENERALIDADES ......................................................................................................................................................... 1

2 EXTENS IÓN DE LA RED DE AGUA POTABLE ................................................................................................. 1

2.1 DESCRIPCIÓN ......................................................................................................................................................... 1 2.2 SISTEMA DE AGUA POTABLE PROYECTADO........................................................................................... 1 2.3 BASES DE CÁLCULO ........................................................................................................................................... 2

2.3.1 REQUERIMIENTOS DE AGUA POTABLE .................................................................................................... 2 2.3.2 ELECCIÓN DEL MEDIDOR DE AGUA POTABLE (map) ......................................................................... 4 2.3.3 CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA.......................................................................................................... 4

2.4 CÁLCULO DE PRESIONES.................................................................................................................................. 5


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PROYECTO DE AGUA POTABLE

1 GENERALIDADES El proyecto de extensión de la red de agua potable considera efectuar la conexión de los baños públicos proyectados en el sector de estero Márquez y en el sector del anfiteatro a la red de distribución existente. Para ello, se han considerado los siguientes antecedentes: - Levantamiento topográfico del área de proyecto. - Monografía de la red de agua potable existente.

- Diseño geométrico de la nueva “Costanera Urbana de Chile Chico” - Visitas a terreno.

2 EXTENSIÓN DE LA RED DE AGUA POTABLE

2.1 DESCRIPCIÓN

Se considera extender la red de distribución de agua potable, para permitir el abastecimiento de los baños públicos aledaños a la desembocadura del arroyo Márquez y al sector del anfiteatro.

En el caso de arroyo Márquez, el trazado se proyecta por el área verde emplazada por el costado norte de la vía vehicular que se extiende por la costanera, desde Caupolicán al arroyo Márquez. La extensión se conectará a la red existente en la esquina de Calle Costanera y Calle Nueva Uno. En el caso de los baños del anfiteatro el trazado pasa por la acera oriente de la calle Blest Gana, y por el sector de áreas verdes aledaño a la zona de juegos cerca del anfiteatro. Esta extensión se conecta a la red existente en la esquina de Manuel Rodríguez con Blest Gana. También se proyecta la conexión de un bebedero ubicado en las cercanías del anfiteatro.

2.2 SISTEMA DE AGUA POTABLE PROYECTADO

Las obras que se consideran en este proyecto son las siguientes:

En los baños de arroyo Márquez, se realizará la conexión de la extensión de la red de agua potable con la red existente en la esquina de Calle Costanera y Calle Nueva Uno, con una matriz de PVC Clase 10 de 110 mm. En los baños del anfiteatro, la


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conexión de la extensión a la red existente se efectúa en la esquina de Manuel Rodríguez con Blest Gana, con una matriz de PVC Clase 10 de 75 mm.

Las extensiones proyectadas irán enterradas en zanja bajo las áreas verdes y aceras proyectadas adyacentes a la Calle Costanera y calle Blest Gana, a una profundidad igual o mayor a 1,10 m sobre la clave de la tubería, valor que dependerá de la profundidad del punto de conexión a la red existente.

2.3 BASES DE CÁLCULO

2.3.1 REQUERIMIENTOS DE AGUA POTABLE

2.3.1.1 Caudal Instalado

El caudal instalado se calcula en función de los artefactos existentes en los baños, que son

los siguientes: Baño Arroyo Márquez Baño Damas : 3 inodoros, 3 duchas, 4 lavatorios. Baño Varones : 2 inodoros, 3 duchas, 3 lavatorios, 3 urinarios. Baños Anfiteatro Baño Damas : 4 inodoros, 2 lavatorios. Baño Varones : 3 inodoros, 2 lavatorios, 2 urinarios. Elemento externo: 1 bebedero. Considerando el caudal mínimo instalado en artefactos sanitarios según la norma chilena NCh 2485 Of. 2000 de instalaciones domiciliarias de agua potable, se estima que el Caudal Instalado es de 300 L/min en los baños de arroyo Márquez y de 151 L/min en los baños del sector de anfiteatro. El cuadro Nº 2.3.1 muestra los cálculos realizados.


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Cuadro Nº 2.3.1 Estimación caudal máximo demandado

Baños Arroyo Márquez AGUA FRIA AGUA CALIENTE

Artefacto Cantidad Qinst unitario

(L/min)

Qinst

(L/min)

Qinst unitario

(L/min)

Qinst

(L/min)

Qinst total

(L/min)

Inodoro Corriente 5 10 50 0 0 50

Baño Lluvia 6 10 60 10 60 120

Lavatorio 7 8 56 8 56 112

Urinarios 3 6 18 0 0 18

Total 184 116 300 5 L/s

Baños Anfiteatro

Artefacto Cantidad Qinst unitario

(L/min)

Qinst

(L/min)

Qinst unitario

(L/min)

Qinst

(L/min)

Qinst total

(L/min)

Inodoro Corriente 7 10 70 0 0 70

Lavatorio 4 8 32 8 32 64

Urinarios 2 6 12 0 0 12

Bebedero 1 5 5 0 0 5

Total 119 32 151 2,52 L/s

2.3.1.2 Caudal Máximo Probable

El caudal máximo probable QMP se considera igual al caudal instalado, según lo recomendado en el punto 5.2.2 de la norma NCh 2485 Of. 2000 para instalaciones de servicios públicos.

2.3.1.3 Caudal Máximo Diario

Considerando una dotación para los baños de 100 L/hab/día, se debe estimar el número de personas que utiliza los baños diariamente. Suponiendo un recambio de la totalidad de la gente que está en el baño en 15 minutos y un uso a máxima capacidad de los baños durante 6 horas al día, de 12:00 hrs a 18:00 hrs, puede estimarse que los baños son utilizados por: Arroyo Márquez : 504 personas al día. Anfiteatro : 336 personas al día. Con esto se calcula el caudal medio diario de agua potable con la expresión:


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86400

dotacionPoblQ omediodiari

Los caudales medios de agua potable son: Baños arroyo Márquez : 0,583 l/s = 50,4 m3/día Baños anfiteatro : 0,389 l/s = 33,6 m3/día

El caudal máximo diario es igual a:

mediodiarodiario QQ 5,1max

Baños arroyo Márquez : 0,875 l/s = 75,6 m3/día Baños anfiteatro : 0,583 l/s = 50,4 m3/día El caudal máximo diario puede considerarse igual al consumo máximo diario C.

2.3.2 ELECCIÓN DEL MEDIDOR DE AGUA POTABLE (MAP)

Para calcular el diámetro del medidor a instalar en ambos baños, se considera el consumo máximo diario (C) y el caudal máximo probable (QMP), seleccionando el caso más desfavorable según tabla del RIDAA, artículo 52º c.b. Luego, para Q= QMP (más desfavorable), el diámetro del MAP = 38 mm en ambos casos.

2.3.3 CÁLCULO DE PÉRDIDAS DE CARGA

2.3.3.1 Pérdidas de carga en el medidor

La pérdida de carga ( K ) en el medidor ha sido calculada de acuerdo a la siguiente expresión:

K = 0.036 * (QMP / C)2

Donde C : Consumo máximo diario QMP : Caudal máximo probable Baños arroyo Márquez : K = 0.036 * (300/75,6)2 = 0,57 m.c.a. Baños anfiteatro : K = 0.036 * (151/50,4)2 = 0,32 m.c.a.


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2.3.3.2 Pérdidas de carga en las tuberías

Se utiliza la fórmula de Hazen-Williams para calcular las pérdidas de carga por fricción:

85,185,4

85,1

67,10CD

QJ

Donde J : Pérdida de carga unitaria en tuberías, (m/m). D : Diámetro interior de la tubería, (m). Q : Caudal máximo probable, (m3/s). C : Coeficiente de fricción que depende del material de la tubería. PVC = 150

2.3.3.3 Pérdidas de carga en piezas especiales

En el cálculo de las pérdidas de carga en piezas especiales o accesorios de unión se utiliza el método cinético, dado por la siguiente ecuación:

g2

VKJ

2

Donde:

J : Pérdida de carga singular (m/m). V : Velocidad de escurrimiento (m/s). g : Aceleración de gravedad (9,81 m/s2). K : Coeficiente de proporcionalidad que depende de las características de

cada pieza especial, según NCh 2485 Of2000 Anexo B. En reducciones, se aplica la siguiente fórmula:

2

1

212

1

D

DK , con D1>D2

Donde D1 : Diámetro de entrada de la reducción. D2 : Diámetro de salida de la reducción.

2.4 CÁLCULO DE PRESIONES

Como no se cuenta con la información del valor de la presión en la red existente de agua potable en los puntos de unión con la extensión, se supondrá para efectos de cálculo y chequeo de pérdidas de carga, que la presión en dicho punto es la mínima que permite la norma NCh 691 Of.98, que es 15 m.c.a. La verificación de las extensiones de la red proyectadas consiste en comprobar que la presión a la salida del medidor ubicado en el sector de baños públicos sea mayor que la mínima necesaria para el correcto funcionamiento de los artefactos instalados en los baños.


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Los cálculos se muestran en los siguientes cuadros.

Cuadro Nº 2.4.1 Cuadro pérdidas de carga en piezas especiales – valor K Baños Arroyo Márquez

NUDOS CURVA 90º TEE SALIDA LATERAL REDUCCION 110/75 REDUCCION 75/40 K

k 0,4 1,3 0,27 0,36

1 1 1,3

2 1 0,4

3 1 0,4

4 1 1 0,63

Baños Anfiteatro

NUDOS CO DO

90º CO DO

45º CURVA

90º TEE SALIDA

LATERAL REDUCCIO N

110/75 REDUCCIO N

75/40 REDUCCIO N

40/32 K

k 0,9 0,4 0,4 1,3 0,27 0,36 0,18

5 1 1,3

6 1 0,4

7 1 1 1 1 1,3

8 1 0,9

9 1 0,9

10 1 0,4

11 1 0,9


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Cuadro Nº 2.4.2 - Cálculo de presiones Baños arroyo Márquez

TRAMO Q (L/min) Diámetro Velocidad L Pérdida de carga Tipo Material Desnivel Presiones m.c.a.

Instalado

Acumulado Máximo Probable mm. m/s m Fricción

K P. E.

K Reduc

K Total KV2/2g

Total m Red Red (m) Inicial Final

J JxL

1 - 2 300 300,00 110 0,6 22,3 0,004 0,090 1,30 0,00 1,300 0,024 0,114 Ext PVC 0,00 15,00 14,89

2 - 3 300 300,00 110 0,6 153,77 0,004 0,624 0,40 0,00 0,400 0,007 0,631 Ext PVC 0,70 14,89 13,55

3 - reduc 1 300 300,00 110 0,6 2,53 0,004 0,010 0,40 0,00 0,400 0,007 0,018 Ext PVC 0,00 13,55 13,54

reduc 1 - reduc 2 300 300,00 75 1,4 0,5 0,026 0,013 0,00 0,27 0,268 0,027 0,040 Ext PVC 0,00 13,54 13,50

reduc 2 - MAP 300 300,00 40 4,9 0,5 0,559 0,280 0,00 0,36 0,358 0,438 0,717 Ext PVC 0,00 13,50 12,78

Presión a la salida del medidor = 12,78 – 0,57 = 12,21 m.c.a. Baños Anfiteatro

TRAMO Q (L/min) Diámetro Velocidad L Pérdida de carga Tipo Material Desnivel Presiones m.c.a.

Instalado

Acumulado

Máximo

Probable mm. m/s m Fricción

K P.

E.

K

Reduc

K

Total KV2/2g

Total

m Red Red (m) Inicial Final

J JxL

5 - 6 151 151,00 75 0,7 73,37 0,007 0,535 1,30 0,00 1,30 0,032 0,567 Ext PVC -1,00 15,00 15,43

6 - 7 151 151,00 75 0,7 33,57 0,007 0,245 0,40 0,00 0,40 0,010 0,255 Ext PVC 0,00 15,43 15,18

7 - reducc1 151 151,00 75 0,7 33,57 0,007 0,245 0,40 0,00 0,40 0,010 0,255 Ext PVC 0,00 15,18 14,92

reducc1 - MAP 151 151,00 40 2,5 0,5 0,247 0,123 0,00 0,36 0,36 0,114 0,237 Ext PVC 0,00 14,92 14,69

MAP - 8 5 5,00 32 0,1 2 0,001 0,002 0,40 0,18 0,580 0,00030 0,002 Ext PVC 0,00 14,37 14,36

8 - 9 5 5,00 32 0,1 5,57 0,001 0,005 0,90 0,00 0,900 0,00046 0,006 Ext PVC 0,00 14,36 14,36

9 - 10 5 5,00 32 0,1 31,34 0,001 0,028 0,90 0,00 0,900 0,00046 0,029 Ext PVC 0,00 14,36 14,33

10 - 11 5 5,00 32 0,1 7,66 0,001 0,007 0,40 0,00 0,400 0,00020 0,007 Ext PVC 0,00 14,33 14,32

11 - BEBED 5 5,00 32 0,1 0,5 0,001 0,000 0,90 0,00 0,900 0,00046 0,001 Ext PVC 0,00 14,32 14,32

Presión a la salida del medidor = 14,69 – 0,32 = 14,37 m.c.a.

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