Diseño de la red de distribución de agua potable de las

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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinación de Ingeniería Mecánica
DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE DE
LAS COMUNIDADES DEL TIGRITO, MATARUCA Y EL
PARDILLAL. MUNICIPIO GUAICAIPURO, ESTADO MIRANDA
Por
Iván Alfredo Moreno Salazar
Sartenejas, Enero de 2006
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Decanato de Estudios Profesionales
DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE DE
LAS COMUNIDADES DEL TIGRITO, MATARUCA Y EL
PARDILLAL. MUNICIPIO GUAICAIPURO, ESTADO MIRANDA
Por
Realizado con la asesoría de:
Tutor Industrial: Ing. Carmen Asuaje
Tutor Académico: Prof. Horacio Flórez
INFORME DE PASANTÍA LARGA
Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
Como requisito para optar al título de
Ingeniero Mecánico
Sartenejas, Enero 2006
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR.
Decanato de Estudios Profesionales.
DISEÑO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE DE LAS
COMUNIDADES DEL TIGRITO, MATARUCA Y EL PARDILLAL. MUNICIPIO
GUAICAIPURO, ESTADO MIRANDA
Por
Tutor Industrial: Ing. Carmen Asuaje. - Tutor Académico: Prof. Horacio Flórez
RESUMEN
Pardillal, Mataruca y El Tigrito, son tres (3) comunidades próximas entre sí,
ubicadas en la parte alta de la Parroquia Los Teques, en el municipio Guaicaipuro, Estado
Miranda. Con el pasar de los años, el servicio de agua potable correspondiente a estos
sectores, se ha ido degradando hasta alcanzar su condición más crítica en las últimas fechas,
desencadenado un decaimiento en la calidad de vida de sus pobladores.
Como ente encargado del abastecimiento de agua potable a los asentamientos
humanos que conforman los Altos Mirandinos, HIDROCAPITAL Sistema Panamericano
propone el proyecto “Diseño de la red de distribución de las comunidades del Pardillal, Mataruca y
El Tigrito, municipio Guaicaipuro, Estado Miranda”. El presente proyecto tiene como finalidad
realizar el diseño de la red de distribución de agua potable que recorre la zona, siguiendo la
normativa vigente y cumpliendo con los parámetros técnicos que le dan confiabilidad a las
propuestas elaboradas.
Iniciando con un trabajo de campo, se realizaron las mediciones pertinentes para la
definición de la topografía de las calles que recorren los sectores, dando especial atención a
los picos de altura de pendientes ascendentes a descendentes y viceversa, que se ubican con
frecuencia en los sectores.
El diseño se realizó tomando en cuenta el comportamiento en el crecimiento de los
pobladores al año 2025, la curva de consumo horario definida para las 24 horas del día y las
dotaciones asignadas para los habitantes según la normativa interna de HIDROCAPITAL.
Los cálculos necesarios dentro del marco de la Mecánica de Fluidos se realizaron en el
software de modelaje matemático y simulación de redes H2ONET 2.0.
La propuesta definitiva, comprende una red con ramal principal de diámetro seis
pulgadas (6”) y cuatro pulgadas (4”), y ramales secundarios de tres pulgadas (3”), todos en
tubería de cloruro de polivinilo (PVC). La trayectoria de las tuberías es enterrada, con la
instalación de siete (7) válvulas reguladoras de presión tipo globo y veintidós (22) de servicio
tipo compuerta. El proyecto fue separado en tres (3) etapas para efectos de la obra de
instalación.
Dedicatoria
A la memoria de mi abuelo Medardo, cuyo ejemplo de rectitud y sacrificio por sus seres
queridos me ha servido de inspiración para mejorar como profesional, como hijo y como
persona. Donde quiera que estés abuelito, siempre estarás en mi pensamiento y en mi corazón.
Agradezco a:
Dios nuestro señor, por iluminarme en el camino de la solidaridad y la justicia.
A mis padres, por ser mis más queridos profesores, enseñándome a ser una persona de bien y
de éxito.
A mi abuelita Rosario, por ofrecerme todo ese amor inspirador que nunca voy a terminar de
pagar.
A mi hermanita Oriana, por ser mi amiga y hacerme sentir útil, permitiéndome ayudarla en
sus estudios.
A mi tía Marisol, por estar siempre ahí, en su esfuerzo desinteresado para hacerme crecer como
persona.
A mi princesa Patty, por darme los años más felices de mi vida y por apoyarme en los
momentos más difíciles.
A mis amigos de la Universidad, por proporcionarme toda esa alegría y cariño que todo ser
humano necesita.
Al Prof. Horacio, por toda esa valiosa enseñanza y colaboración que nunca me ha fallado desde
el principio de mi carrera.
A la Ing. Carmen Asuaje, por permitirme emplear mi profesión en lo que tanto soñé: “ayudar
a los más necesitados a vivir mejor”
A mis compañeros de la Sub-Gerencia Técnica: Maiyalú, Jackueline, Éster, Esmirna, Yura,
Enrique y la Ing. Eneida, por su amistad y solidaridad con mi persona.
A mi querida Universidad Simón Bolívar,
A todos los que de una u otra forma colaboraron en la realización de este proyecto…
¡DIOS LOS BENDIGA!
Sistema Panamericano
Índice General
PORTADA ...............................................................................................................................................................I
RESUMEN ............................................................................................................................................................III
DEDICATORIA ...................................................................................................................................................IV
AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................................................ V
ÍNDICE GENERAL.............................................................................................................................................VI
LISTA DE FIGURAS ..........................................................................................................................................IX
LISTA DE TABLAS .......................................................................................................................................... XII
INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................. - 1 CAPÍTULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................................. - 3 1.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ...................................................................................................................- 3 1.2. OBJETIVOS .................................................................................................................................................- 6 1.2.1. Objetivo General.............................................................................................................................. - 6 1.2.2. Objetivos Específicos ....................................................................................................................... - 6 1.3. JUSTIFICACIÓN ...........................................................................................................................................- 7 CAPÍTULO 2: MARCO TEÓRICO ............................................................................................................... - 8 2.1. EL SERVICIO DE AGUA POTABLE EN VENEZUELA ......................................................................................- 8 2.1.1. Reseña Histórica.............................................................................................................................. - 8 2.1.2. HIDROCAPITAL ............................................................................................................................. - 9 2.2. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................................................- 14 2.3. BASES TEÓRICAS .....................................................................................................................................- 16 2.3.1. El Agua. ......................................................................................................................................... - 16 2.3.2. El Proceso de Abastecimiento de Agua Potable ............................................................................ - 16 2.3.3. Diseño de Redes de Distribución de Agua Potable........................................................................ - 19 2.4. NORMAS Y RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS SANITARIAS EN VENEZUELA
.......................................................................................................................................................................- 44 2.4.1. Normas y Recomendaciones para el Diseño Hidráulico ............................................................... - 44 2.5.2. Normas y Recomendaciones para la Realización de la Obra........................................................ - 45 CAPÍTULO 3: MARCO METODOLÓGICO.............................................................................................. - 48 3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN ..........................................................................................................................- 48 -
VI
3.2. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................................................................- 49 3.3. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ...................................................................................................- 49 3.4. TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE DATOS ..........................................................................................................- 50 3.5. FASES DE LA INVESTIGACIÓN ..................................................................................................................- 51 3.5.1. Fase I. Recopilación y revisión de información teórica básica. .................................................... - 51 3.5.2. Fase II. Recopilación de la información de campo necesaria. ...................................................... - 51 3.5.3. Fase III. Diseño de la red de distribución de agua potable........................................................... - 52 3.5.4. Fase IV. Análisis presupuestario. .................................................................................................. - 52 CAPÍTULO 4: TRABAJO DE CAMPO ....................................................................................................... - 54 4.1. EL SISTEMA PANAMERICANO ..................................................................................................................- 54 4.2. INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA DEL ÁREA DE ESTUDIO .............................................................................- 59 4.3. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO ACTUAL DEL SECTOR .............................................................................- 65 4.3.1. El Tanque Laguneta....................................................................................................................... - 65 4.3.2. Descripción de la Red .................................................................................................................... - 70 4.3.3. Problemáticas en la Distribución del Servicio .............................................................................. - 74 4.4. CARACTERÍSTICAS DEMOGRÁFICAS DE LOS HABITANTES DEL SECTOR ...................................................- 77 CAPÍTULO 5: DISEÑO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE ......................... - 88 5.1. DEFINICIÓN DE LA TRAYECTORIA DE LA RED ..........................................................................................- 89 5.2. NODOS DE SIMULACIÓN...........................................................................................................................- 93 5.2.1. Ubicación de nodos........................................................................................................................ - 93 5.2.2. Cálculo de dotaciones.................................................................................................................... - 98 5.3. TRAMOS DE TUBERÍA DE SIMULACIÓN ..................................................................................................- 105 5.3.1. Cálculo de longitudes de tubería ................................................................................................. - 106 5.3.2. Determinación de las pérdidas locales ........................................................................................ - 110 5.4. ESTABLECIMIENTO DE LA CURVA DE DEMANDA HORARIA ...................................................................- 111 5.5. CRITERIOS DE DIAGNÓSTICO .................................................................................................................- 112 5.6. REDES PROPUESTAS ..............................................................................................................................- 115 5.6.1. Diagnóstico I................................................................................................................................ - 117 5.6.2. Diagnóstico II .............................................................................................................................. - 120 5.6.3. Propuesta I................................................................................................................................... - 122 5.6.5. Propuesta Definitiva .................................................................................................................... - 130 CAPÍTULO 6: ANÁLISIS PRESUPUESTARIO....................................................................................... - 134 CAPÍTULO 7: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ - 140 7.1. CONCLUSIONES......................................................................................................................................- 140 -
VII
7.2. RECOMENDACIONES ..............................................................................................................................- 142 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................................................... - 144 APÉNDICE A: EL SOFTWARE DE SIMULACIÓN HIDRÁULICA H2ONET 2.0............................. - 147 1. SOFTWARE DE SIMULACIÓN HIDRÁULICA: H2ONET 2.0 .........................................................................- 148 1.a. Capacidades del H2ONET.............................................................................................................. - 148 1.b. El Proyecto de H2ONET................................................................................................................. - 152 1.c. Interfase de Usuario de H2ONET ................................................................................................... - 160 APÉNDICE B: PIEZAS Y ACCESORIOS CARACTERÍSTICOS PARA LOS SISTEMAS DE
DISTRIBUCIÓN DE AGUA ........................................................................................................................ - 161 APÉNDICE C: REPORTE DE SIMULACIÓN HIDRÁULICA EN H2ONET 2.0 ................................ - 168 APÉNDICE D: DATOS PARA LOS CÁLCULOS PRESUPUESTARIOS............................................. - 176 APÉNDICE E: PRESUPUESTOS ESTIMADOS PARA EL PROYECTO ............................................ - 178 APÉNDICE F: PLANO DE LA PROPUESTA DEFINITIVA ..................................................................- 197 -
VIII
Lista de Figuras
Figura 2.1. Organigrama de HIDROCAPITAL…………………………………………. 12
Figura 2.2. Organigrama de HIDROCAPITAL Sistema Panamericano……………… 13
Figura 2.3. Curva de demanda horaria en zonas domésticas. Gaceta Oficial………... 27
Figura 2.4. Curva de demanda horaria en zonas domésticas. Ing. Celina Matos
Medina. HIDROCAPITAL………………………………………………………………… 28
Figura 2.5. Válvula de compuerta con volante de operación…………………………...33
Figura 2.6. Válvula de globo Cla-Val 100-20 serie 600…………………………………...34
Figura 2.7. Esquema de funcionamiento de una Válvula Check…………...…………..35
Figura 2.8. Nodo genérico de una tubería en una condición de flujo permanente…...37
Figura 2.9. Visualización geométrica de la dinámica del flujo permanente…………...39
Figura 2.10. Comportamiento del flujo a través de un orificio…………………………41
Figura 2.11. Tipos de reducciones en tuberías……...…………………………………….43
Figura 2.12. Ejemplo de una partida de demolición con la indicación de sus
elementos……………………………………………………………………………………..46
Figura 3.1. Distribución de las fases que componen el proyecto por semanas de
duración de pasantía………………………………………………………………………..53
Figura 4.1. Distribución geográfica de los municipios que conforman Los Altos
Mirandinos y otros aledaños…..…………………………………………………………...55
Figura 4.2. Acueducto del Sistema Panamericano………………………………………58
Figura 4.3. Calles características y área incluida dentro del estudio…………………...60
Figura 4.4. Tanque Laguneta. Vista Superior…………………………………………….65
Figura 4.5. Diagrama unificar de la instalación hidráulica del Tanque Laguneta……67
Figura 4.6. Válvulas de regulación en las tuberías de entrada y salida del Tanque
Laguneta. Arriba a la izquierda válvula mariposa de Ø 16”, abajo válvula de globo de
Ø 10”………………………………………………………………………………………….68
IX
Figura 4.7. Caseta de operación con válvulas de servicio para el abastecimiento de las
zonas del Pueblito y Colinas……………………………………………………………….69
Figura 4.8. Tuberías de entrada y salida principales de Ø 400 mm (16”), junto con la
línea de salida de Ø 250 mm (10”). Tanque Laguneta…………………………………...70
Figura 4.9. Red de abastecimiento actual dentro del área de estudio………………….73
Figura 4.10. Conexiones informales múltiples de Ø ¾” de H.G. en paralelo. Calle
Mataruca Abajo. Sector Mataruca……………………………………………………….....75
Figura 4.11. Conexiones informales y tubería corroída de Ø 50 mm (2”) de H.G. Calle
Principal Mataruca. Sector El Tigrito……………………………………………………...75
Figura 4.12. Tendencia de crecimiento poblacional para los sectores de Pardillal,
Mataruca, El Tigrito y aledaños……………………………………………………………87
Figura 5.1. Primera aproximación en la trayectoria de la red correspondiente a los tres
(3) sectores……………………………………………………………………………………92
Figura 5.2. Perfiles topográficos de las calles características. El Tigrito……………….97
Figura 5.3. Perfiles topográficos de las calles características. Mataruca……………….97
Figura 5.4. Perfil topográfico de la calle característica. El Pardillal…………………….98
Figura 5.5. Ajuste polinómico para la tendencia de crecimiento poblacional de los
sectores en estudio…………………………………………………………………………..99
Figura 5.6. Gráfica para el cálculo de la longitud geométrica…………………………108
Figura 5.7. Valor del coeficiente “k” en función de la relación de áreas transversales
de la entrada (A1) y salida (A2) en reducciones………………………………………...111
Figura 5.8. Curva de demanda horaria modificada en zonas domésticas……………112
Figura 5.9. Red de distribución de agua. Diagnóstico I………………………………..118
Figura 5.10. Red de distribución de agua. Diagnóstico II……………………………...121
Figura 5.11. Red de distribución de agua. Propuesta I…………………………………129
Figura 5.12. Red de distribución de agua. Propuesta Definitiva……………………...133
Figura 6.1. Espesores de las capas de asfalto y concreto que conforman el pavimento a
demoler……………………………………………………………………………………...135
X
Figura 6.2. Esquematización de la zanja que contiene a la tubería según las
especificaciones de HIDROCAPITAL……………………………………………………136
Figura 6.3. Etapas que separan los trabajos de la red de abastecimiento del sector...139
XI
Lista de Tablas
Tabla
2.1.
Dotaciones
de
agua
potable
según
la
normativa
actual
de
HIDROCAPITAL…………………………………………………………………………... 25
Tabla 2.2. Aceros del “Catálogo de Productos” de SIDOR, según norma API……… 30
Tabla 2.3. Valores del coeficiente “C” de Hazen-Williams para diferentes materiales
de tubería……………………………………………………………………………………..40
Tabla 2.4. Coeficientes de pérdidas locales de accesorios comúnmente usados en
acueductos…………………………………………………………………………………....42
Tabla 2.5. Valores del coeficiente de pérdida local “k” para contracciones bruscas…43
Tabla 4.1. Levantamiento topográfico realizado en la zona…………………………….62
Tabla 4.2. Operaciones de regulación relacionadas con el tanque……………………..67
Tabla 4.3. Presiones medias en puntos de la red de abastecimiento actual de las
comunidades del Pardillal, Mataruca y El Tigrito……………………………………….72
Tabla 4.4. Información demográfica de las viviendas que componen el área de
estudio. MATARUCA………………………………………………………………………78
estudio. EL TIGRITO………………………………………………………………………..80
Tabla 4.6. Total de viviendas y habitantes dentro del área de estudio………………...86
Tabla 4.7. Población y crecimiento poblacional tendencial Los Teques- San Pedro para
el sector “18”………………………………………………………………………………....86
Tabla 5.1. Creación de nodos de simulación a partir de puntos topográficos………...94
Tabla 5.2. Razones que justifican la eliminación para la simulación de algunos puntos
medidos en campo…………………………………………………………………………..96
Tabla 5.3. Cálculo de dotaciones pertenecientes a cada nodo de simulación………..104
Tabla 5.4. Número de identificación con cálculo de longitud geométrica de los tramos
de tubería propuestos……………………………………………………………………...109
XII
Tabla 5.5. Valores “k” para diámetros que contempla el estudio…………………….111
Tabla 5.6. Criterios de diagnóstico para variables hidráulicas………………………..114
Tabla 5.7. Cantidad de accesorios por tramo de tubería con total “k” asociado…….123
Tabla 5.8. Características de las válvulas en la simulación. Propuesta I……………..125
Tabla 5.9. Características de los nodos en la simulación. Propuesta I………………..125
Tabla 5.10. Características de las tuberías en la simulación. Propuesta I…………….127
Tabla 5.11. Modificación en las características de los nodos en la simulación.
Propuesta Definitiva……………………………………………………………………….131
Tabla 5.12. Modificación en las características de las tuberías en la simulación.
Propuesta Definitiva……………………………………………………………………….131
Tabla 5.13. Características de las válvulas en la simulación. Propuesta Definitiva…132
Tabla 6.1. Características técnicas generales de la Propuesta Definitiva…………….134
Tabla 6.2. Descripción general de las etapas que componen la obra…………………138
XIII
Introducción
En búsqueda del mejoramiento de las redes de distribución de agua potable
que conforman el acueducto de los altos mirandinos, HIDROCAPITAL, a través de la
gerencia del Sistema Panamericano, propone el proyecto “Construcción de la Red de
Distribución de Agua Potable de las Comunidades del Pardillal, Mataruca y El
Tigrito. Municipio Guaicaipuro. Estado Miranda”.
El Pardillal, Mataruca y El Tigrito son tres (3) sectores ubicados en la vía
Lagunetica, partiendo desde el sitio denominado La Alcabala, en la zona alta del
Municipio Guaicaipuro, Edo. Miranda. Teniendo su nacimiento como asentamiento
agrícola, las comunidades que habitan esta región han presentado un crecimiento
poblacional descontrolado, que sumado a la antigüedad e informalidad de sus
instalaciones actuales, ha provocado un colapso en el servicio de agua potable.
Para el año 2004, a cargo de la Ing. Celina Matos Medina de HIDROCAPITAL,
se realizó el estudio técnico necesario para el mejoramiento de la red de distribución
de agua, pero debido a la gran extensión física que ocupan estos tres (3) sectores (más
de 13 km entre calles y callejones poblados) se optó por plantear sólo una primera
etapa. El acueducto diseñado se denominó Primera y Segunda Etapa por razones
económicas, y contemplaba la zona del Pardillal con sus calles Negro Primero, El
Pueblito, Pardillal y Miranda, quedando pendiente 8 km, entre varias calles con
habitantes con una grave problemática en el servicio, básicamente en los sectores
Mataruca y El Tigrito.
El presente trabajo de pasantía tiene como objetivo principal la elaboración de
un proyecto que contemple el diseño del sistema de distribución de agua potable
faltante en la zona, con su respectivo análisis hidráulico y propuestas, evaluando todo
dentro de un marco económicamente realizable, para ser entregado a las compañías
contratistas encargadas de la realización de la obra y con ello, mejorar el servicio de
agua potable de los tres (3) sectores.
-1-
Introducción
El diseño del sistema de distribución aquí contenido exigirá la especificación
del recorrido de la línea de la tubería principal y ramales, la determinación de los
diámetros por medio de un análisis hidráulico diagnosticado usando criterios propios
y de la empresa, la presentación de una propuesta formal solidamente justificada, y
un análisis presupuestario que contenga los trabajos detallados requeridos con sus
respectivos costos parciales y totales de la obra.
El siguiente estudio mostrará el resultado de un proceso de documentación
orientado a tópicos de la Mecánica de Fluidos, específicamente de la Hidráulica, el
cual será obligatoriamente complementado por el trabajo de campo que comprende
las mediciones principalmente de alturas y presiones en sitio, que muestran el
contexto físico en donde se desarrolla el diseño.
La pasantía larga tiene una duración de 20 semanas y es requisito fundamental
para optar por el título de Ingeniero Mecánico en la Universidad Simón Bolívar. Este
trabajo
fue
realizado
en
la
empresa
Hidrológica
de
la
Región
Capital
(HIDROCAPITAL) en su sede encargada de la operación y mantenimiento del
servicio en los Altos Mirandinos: El Sistema Panamericano.
-2-
Capítulo 1
Planteamiento del Problema
1.1. Descripción del Problema
El ser humano posee necesidades básicas que deben ser satisfechas para poder
subsistir y cumplir sus tareas diarias. El cuerpo humano está compuesto 70% de agua,
por lo que este líquido se convierte en el más importante de los recursos para la vida
existentes en el planeta.
La carencia de agua en los sectores es sinónimo de pobreza, problemas de
salud, trastornos sociales y conflictos entre habitantes, lo que puede resumirse en lo
comúnmente definido como “una baja calidad de vida”. En este caso cabe citar a
Eudoro López (2000) [6] en su artículo “El Agua de Todos” que enuncia lo siguiente:
El agua, desde un punto de vista ecológico y práctico, se le presenta a la
humanidad contemporánea como un recurso siempre exigido y escaso, un
recurso que quiere ser transferido del ámbito natural al artificial para poder
satisfacer las necesidades de las masas poblacionales. (Pág 18)
Este proceso de transferencia del agua del ámbito natural al artificial es el que
se alcanza con las infraestructuras llamadas acueductos. Estas estructuras son el
resultado de los estudios científicos hechos en áreas de hidráulica, geografía,
topografía y construcción civil, las cuales permiten el traslado del agua desde el
proceso de captación en las fuentes naturales a las poblaciones que demandan el
servicio, con el uso de las redes de distribución.
Como es lógico, un acueducto está limitado en cuanto a la capacidad y años de
servicio por sus características que fueron definidas al momento de su diseño y
construcción. El aumento de la población, el deterioro de los materiales y el mal uso
-3-
CAPITULO 1: Planteamiento del Problema
de las instalaciones, provocan con frecuencia la modificación o implementación de
redes de distribución nuevas, en comunidades en las que el servicio de agua potable
se ha vuelto precario.
Las comunidades del Pardillal, Mataruca y El Tigrito presentan un colapso en
su servicio de agua potable como resultado del crecimiento demográfico
descontrolado, el gran número de instalaciones informales que impactan la tubería
matriz y el deterioro de las redes actuales, por encontrarse fuera de los años de
servicio estipulados para los materiales y accesorios instalados.
Estas tres (3) comunidades ubicadas próximas entre sí, se encuentran en los
límites del sector Lagunetica, ubicado en el Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda.
Los sectores de estudio poseen un único punto de acceso el cual es denominado “La
Alcabala de Lagunetica”. Es desde esta ubicación que se bifurcan las calles Principal
de Mataruca y Miranda que conducen a las comunidades señaladas.
El sector del Pardillal tiene su acceso por la calle Miranda desde el punto
donde se encuentra el Frigorífico El Sitio al pasar La Alcabala. Por ser la zona más
próxima a la red de distribución proveniente del tanque de HIDROCAPITAL, y
presentar una condición hidráulica favorable para redes de abastecimiento por
gravedad (todas las cotas están por debajo de 1407 msnm), El Pardillal se convierte en
el sector más favorecido dentro del escaso servicio en la zona. A pesar de esto existen
más de cincuenta (50) familias que no reciben el agua potable.
Para acceder a la zona de Mataruca es necesario recorrer la calle Principal de
Mataruca que tiene su origen en el punto donde se ubica el Frigorífico El Sitio en la
Alcabala, hasta alcanzar un lugar conocido como la “Y”. Es aquí donde al cruzar a la
derecha, se accede a las ochenta y cuatro (84) familias que allí habitan y que en su
mayoría, poseen problemas con el suministro del servicio de agua potable. Mataruca
tiene un origen agrícola, donde la mayoría de sus habitantes son extranjeros
(europeos) con más de treinta (30) años radicados en el país, quienes se han visto en
-4-
la necesidad de instalar un gran número de conexiones informales para poder optar a
un poco del servicio.
Cruzando a la derecha en la intercepción en “Y” mencionada después de
recorrer la calle Principal de Mataruca, se encuentra el sector del Tigrito. Al igual que
Mataruca, El Tigrito tuvo su origen como asentamiento agrícola el cual, al pasar de
los años, se desarrolló sin planificación urbana con habitantes que para cubrir sus
necesidades básicas, empezaron a implementar sus servicios sin ninguna supervisión
del ente competente. El Tigrito posee una problemática adicional: entre las alturas
sobre el nivel del mar presentes en sus territorios se tienen valores de hasta 1434 m,
cota más cercana a la del tanque (1470 msnm) que existe entre los tres (3) sectores, lo
que hace entender que las condiciones topográficas presentes en esta zona dificultan
la distribución del agua. Adicionalmente este sector es el que cuenta con el mayor
número de habitantes, con un valor de doscientas noventa (290) familias con
necesidad de un servicio de agua potable constante y abundante.
Como responsable del abastecimiento de agua potable de la zona,
HIDROCAPITAL Sistema Panamericano, para el año 2004, plantea la necesidad de la
realización del estudio técnico para la elaboración de un proyecto de mejoramiento de
la Red de Distribución en los sectores ya mencionados. Fue para noviembre de ese
mismo año que la Ing. Celina Matos Medina emite un estudio que comprende el
proyecto de Diseño y Construcción del Sistema de Abastecimiento de Agua Potable
para una porción del territorio, como primer paso para el cálculo de toda la red
requerida. El proyecto de la Ing. Celina Matos comprende 5,2 Km de tubería
repartidos en la zona mayoritariamente del Pardillal, con diámetros y materiales
debidamente justificados por un análisis hidráulico realizado en la empresa. Este
diseño fue dividido en primera (1era) y segunda (2da) etapa para efectos de la obra y
obtención de recursos, quedando pendiente el estudio técnico y presupuestario para
lo que serían las etapas subsiguientes, que abarcarían casi 8 Km de longitud para los
territorios de Mataruca, El Tigrito y en pequeña medida, El Pardillal.
-5-
Para enero de 2006 comienzan los trabajos de instalación del sistema de
distribución que comprende la primera etapa de esta obra, por lo que la extrema
necesidad de agua vivida en los sectores, sumado al descontento de los pobladores no
incluidos en esta primera etapa, exige la culminación del estudio restante, y la
presentación de un proyecto formal que solucione, en forma definitiva, la tan grave
problemática vivida en las comunidades ya mencionadas.
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo General
Diseñar la red de distribución de agua potable de las comunidades del Pardillal,
Mataruca y El Tigrito ubicadas en el Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda.
1.2.2. Objetivos Específicos
•
Adiestrarse en el uso de los programas de computación comúnmente utilizados en
la empresa.
•
Estudiar los sistemas de abastecimiento actuales del sector, con las problemáticas
técnicas y sociales presentes en el área.
•
Recopilar la información de campo necesaria para el estudio técnico.
•
Definir la trayectoria de las líneas de tubería de la red.
•
Calcular los diámetros y materiales correspondientes a los ramales del sistema de
distribución por medio de un estudio computacional hidráulico.
•
Definir la ubicación y número de accesorios que van a ser requeridos en el
sistema.
•
Realizar un estudio presupuestario que contenga las partidas correspondientes a
los trabajos necesarios para la realización de la obra.
•
Definir el número de etapas en las que debe separarse la obra de instalación de la
red.
-6-
1.3. Justificación
El colapso de las instalaciones de agua potable de los sectores del Pardillal,
Mataruca y El Tigrito ha provocado un descenso en la calidad de vida de sus
pobladores, lo que se ha manifestado en problemas que van desde la salud, a
conflictos personales entre los mismos vecinos.
El presente trabajo tiene como finalidad el diseño de un sistema de
abastecimiento de agua potable que contemple un estudio hidráulico detallado
adaptado a los criterios de ingeniería, la normativa vigente en procesos de
distribución de agua en Venezuela y a las características demográficas de los tres (3)
sectores. El estudio presentará sus resultados con los diámetros, trayectorias,
materiales y accesorios que van a caracterizar a los tramos de tubería, con su
respectivo presupuesto para la obra y así, concebir un proyecto completo con una
propuesta confiable, que va a ser presentado a las compañías contratistas que se van a
encargar de su ejecución y puesta en marcha en el menor tiempo posible,
proporcionando a los habitantes un servicio de agua potable al que todos los seres
humanos tienen derecho.
Este trabajo de pasantía también busca realizar un aporte como un proyecto
detalladamente elaborado en el área de “Diseño de Sistemas de Distribución de
Agua” que sirva como guía para futuros estudios de mejora del servicio en otras
zonas bajo el control de HIDROCAPITAL Sistema Panamericano.
-7-
Capítulo 2
Marco Teórico
2.1. El Servicio de Agua Potable en Venezuela
2.1.1. Reseña Histórica
En 1573 el Río Catuche era la principal fuente de abastecimiento del primer
acueducto de Caracas.
En la esquina de Caja de Agua se recogía el agua en un estanque, y de allí se
repartía a la población por las acequias. Partiendo de Caja de Agua y Luneta llegaba a
las esquinas de Reducto y Miracielos.
Bajo el gobierno de Antonio Guzmán Blanco, en octubre de 1874, se inaugura
el primer acueducto que comenzaba a traer agua desde el Río Macarao, y estaba
hecho con un canal de tierra de 46 kilómetros de largo. El caudal era de unos 400
litros por segundo, aunque por las irregularidades del terreno llegaban al Calvario
aproximadamente 50 litros por segundo.
En 1943, el presidente de la República, Isaías Medina Angarita inaugura el
Instituto Nacional de Obras Sanitarias (INOS), organismo de carácter público que
asumía la histórica responsabilidad de hacer eficiente la prestación del servicio de
agua potable en las zonas urbanas de todo el país.
El INOS planificaba el uso del recurso de agua potable en función del posible
crecimiento poblacional de las regiones de Venezuela. Entre sus responsabilidades
también se encontraba la regulación, suministro del servicio y construcción de la
infraestructura necesaria.
En sus primeros 30 años, el INOS realizó todas estas tareas de forma magistral.
El rol estelar que cumplió la gestión del agua y el nivel de excelencia alcanzado ubicó
-8-
CAPITULO 2. Marco Teórico
a nuestro instituto durante décadas como el mejor de Latinoamérica, y uno de los
mejores del mundo.
Lamentablemente esta institución fue desarticulada y desintegrada a lo largo
de un proceso de clientelismo, corrupción y mala praxis gerencial que se inició en
1974 y culminó en 1989 cuando se decretó la desaparición del INOS.
Durante el año 1990, el Estado venezolano comienza el proceso de
reestructuración y liquidación del INOS, al tiempo que descentraliza el servicio de
agua con la creación de las empresas hidrológicas regionales.
Estas empresas, previo acuerdo con las municipalidades, se convierten en
responsables de la operación y administración del servicio de agua en cada región del
país, bajo los alineamientos de Hidroven.
2.1.2. HIDROCAPITAL
La Hidrológica de la Región Capital (HIDROCAPITAL) surgió como la
empresa encargada de suministrar el servicio a Caracas, los Altos Mirandinos,
Barlovento, los Valles del Tuy, Guarenas, Guatire y al Litoral Central.
HIDROCAPITAL actualmente se constituye como una empresa pública que
funciona bajo la figura de derecho privado como compañía anónima con la totalidad
de sus acciones propiedad de HIDROVEN, casa matriz de las hidrológicas regionales
del país. Como todas las hidrológicas del país, es una empresa adscrita al Ministerio
del Ambiente y los Recursos Naturales, controlada y supervisada por los municipios.
Actualmente se atiende a una población total de 4.992.084 personas, de 23 municipios
en el Área Metropolitana, y los estados Miranda y Vargas.
-9-
Misión
Como una empresa de servicio público, HIDROCAPITAL está comprometida
en prestar a sus clientes un servicio de alta calidad en agua potable y saneamiento,
mediante un modelo de gestión sustentable.
Visión
HIDROCAPITAL será una empresa pública exitosa de ámbito municipal,
financieramente
sustentable,
con
una
imagen
reconocida
nacional
e
internacionalmente por sus innovaciones tecnológicas, talento humano y una positiva
incidencia en los clientes a partir de los estándares logrados en los servicios que
presta.
Valores
•
Ejemplo de excelencia
•
Honestidad
•
Vocación de servidor público
•
Alta capacidad de trabajo
•
Compromiso
•
Trabajo en equipo
•
Lealtad
Con una organización claramente establecida (ver figura 2.1), HIDROCAPITAL
opera en las diferentes regiones que comprende en forma de Sub-hidrológicas por
sectores específicos. Estos sistemas se dividen en:
•
Sistema Metropolitano:
Presta servicio a los municipios Libertador, Chacao, Baruta, Sucre y El
Hatillo.
Gerente: Ing. Yolanda Pérez
- 10 -
•
Sistema Barlovento:
Presta servicio a los municipios Brión, Pedro Gual, Páez, Andrés Bello,
Buróz y parte de Acevedo.
Gerente: Lic. Luis Hernández
•
Sistema Losada Ocumarito:
Presta servicio a los municipios Independencia, Lander, Simón Bolívar, Paz
Castillo, Cristóbal Rojas y Urdaneta.
Gerente: Ing. Elio Mayz
•
Sistema Fajardo:
Presta servicio a los municipios Zamora, Plaza y parte de Acevedo.
Gerente: Ing. Jesús H. García
•
Sistema Litoral Central:
Presta servicio al estado Vargas, compuesto por las parroquias Carayaca,
Catia La Mar, Maiquetía, La Guaira, Macuto, Caraballeda, Naiguatá y
Carozo.
Gerente: Ing. Grey Zambrano
•
Sistema Panamericano:
Presta servicio a los municipios Guaicaipuro, Carrizal y Los Salias. Es el
sistema que contiene las comunidades beneficiarias del acueducto a diseñar
en el presente estudio. Su organización se observa en la figura 2.2.
Gerente: Ing. Carmen Asuaje
- 11 -
A U D IT O R IA IN T E R N A
P R E S ID E N C IA
V IC E P R E S ID E N T E E JE C U T IV O
C O M IS IO N D E
L IC IT A C IO N E S
G E R E N C IA D E P R E V E N C IÓ N Y
C O N T R O L D E P E R D ID A S
O F IC IN A D E A T E N C IO N A L
P R O V E E D O R Y C O N T R A T IS T A
C ON S U LT OR IA
JU R ID IC A
G E R E N C IA D E
R E C U R S O S H UM AN O S
G E R E N C IA
D E IN F O R M A T IC A
G E R E N C IA D E
P L A N IF IC A C I O N Y
D E S AR R O LL O
G E R E N C IA
D E IM A G E N
G E R E N C IA D E
IN N O V A C IÓ N
T E C N O L Ó G IC A
G E R E N C IA G E N E R A L D E
P R O Y E C T O S Y S E R V IC IO S T E C N IC O S
C O M E R C IA L IZ A C IO N
CENTR O DE
IN F O R M A C IO N
O P E R A C IO N E S Y M A N T E N IM IE N T O
G E R E N C IA
P R O YE C T O S A G U A
POTABLE
C O O R D IN A C IO N D E
G E S T IO N A L
C L IE N T E
G E R E N C IA
PR O YE C T OS AG U AS
R E S ID U A L E S
G E R E N C IA G E N E R A L D E S E R V IC IO S
D E A D M IN IS T R A C IO N Y F IN A N Z A S
SALA DE
O P E R A C IO N E S
C O O R D IN A C IO N
DE PRO CESOS
T E C N IC O S
S E R V IC IO S
G ENERALES
G E R E N C IA D E
A D U C C IO N E S Y
BOM BEO M AYOR
PRESUP UESTO
T E S O R E R IA
G E R E N C IA
T R A T A M IE N T O
R E C A U D A C IO N
E S P E C IA L
C O O R D IN A C IO N
L O G IS T IC A
C O N T A B IL ID A D
G E R E N C IA
D E C A L ID A D D E
AGUA
L A B O R A T O R IO C E N T R A L
L A M A R IP O S A
G E R E N C IA D E
S IS T E M A
M E T R O P O L IT A N O
G E R E N C IA D E
S IS T E M A
LOSAD A
G E R E N C IA D E
S IS T EM A
P A N A M E R IC A N O
G E R E N C IA D E
S IS T E M A
F A JA R D O
Figura 2.1. Organigrama de HIDROCAPITAL. Fuente: [18]
G E R E N C IA D E
S IS T E M A
L IT O R A L C E N T R A L
G E R E N C IA D E
S IS T E M A
BA RLOVENTO
- 12 -
G E R E N C IA
C O N T R A T A C IO N
CO NTROL OB RAS Y
S E R V IC IO S
J U N T A D IR E C T IV A
Figura 2.2. Organigrama de HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. Fuente: [18]
- 13 -
2.2. Antecedentes de la Investigación
El diseño del sistema de distribución de agua para las comunidades del Tigrito
y Mataruca fue realizado con el apoyo de los estudios dejados por los Ingenieros de
HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. La Ing. Celina Matos Medina, quién
desarrolló un estudio del las redes que componen los tres (3) municipios, y su
proyecto del diseño de la red de distribución de la primera y segunda etapa de las
comunidades, fue clave en el desarrollo del análisis hidráulico. Por otra parte, como
primera aproximación para la determinación de los diámetros, fue de gran utilidad la
estimación realizada por el Ing. Leonardo Solórzano.
MATOS MEDINA, Celina. HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. Actualización e
Integración de los Estudios de los Acueductos de los Municipios Los Salias,
Carrizal y Guaicaipuro. Estado Miranda. Los Teques. Junio, 2003.
En este estudio se presentó una evaluación técnica de las condiciones del
Sistema Panamericano, más específicamente, de los Municipios Guaicaipuro, Carrizal
y Los Salias. En este informe se destacan como un macro las condiciones hidráulicas y
demográficas de los sectores Pardillal, Mataruca y El Tigrito, siendo contemplados
dentro del gran sector denominado Lagunetica. La Ing. Celina Matos Medina muestra
en sus estudios la tendencia en el crecimiento poblacional de las zonas, un informe de
las instalaciones de tuberías presentes y unas propuestas de mejoramiento para las
zonas, que según su criterio, se encuentran más desfavorecidas desde el punto de
vista de suministro del servicio de agua potable.
MATOS MEDINA, Celina. HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. Construcción
del Acueducto y Red de Distribución de Agua Potable de Mataruca, El Tigrito y
- 14 -
Pardillal. Primera y Segunda Etapa. Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda. Los
Teques, 2004.
Proyecto que contiene el análisis hidráulico y presupuestario requerido para la
contratación de la obra necesaria para la instalación del acueducto en el sector
Pardillal. En este trabajo se propone un sistema de tuberías que suministra a las calles
Miranda, Negro Primero, El pueblito y Pardillal, subdividiendo los trabajos en dos (2)
etapas, la primera para ser realizada por contratación directa de HIDROCAPITAL y
la segunda por licitación de la Alcaldía de Guaicaipuro. En este proyecto queda
pendiente el diseño de las etapas subsiguientes del acueducto de las zonas de
Mataruca y el Tigrito para alcanzar el mejoramiento en el servicio de toda la zona.
SOLORZANO, Leonardo. HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. Estimación en
el Dimensionamiento del Acueducto de La Zona de Mataruca – El Tigrito.
Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda. Los Teques, 2005.
El Ing. Leonardo Solórzano presentó una primera aproximación de lo que sería
el acueducto de las zonas de Mataruca y El Tigrito tomando variables aproximadas
dentro del campo de la estimación. En este análisis hidráulico se muestran tres (3)
propuestas de diámetros para la red y se selecciona una de ellas, basándose en los
parámetros establecidos en el diseño de HIDROCAPITAL. Este estudio permitió a la
empresa concebir una idea más clara de lo requerido desde el punto de vista de
volumen de agua y costos, y estimuló la necesidad de la realización del diseño formal
del sistema de distribución para la zona.
- 15 -
2.3. Bases Teóricas
2.3.1. El Agua.
El agua es un recurso natural de entre los más importantes para el hombre,
forma parte de la vida misma, pues todos los seres vivos contienen en su interior un
alto porcentaje de agua. El agua puede presentarse en la naturaleza básicamente en
tres (3) estados físicos: sólido, líquido y gaseoso.
El estado físico del agua predominante en la naturaleza, a temperaturas y
presiones atmosféricas normales, es el líquido, es en esta forma que se realiza la
captación en los reservorios, se potabiliza en las plantas de tratamiento, se distribuye
a las zonas pobladas y se recoge en forma de aguas servidas. Para poder predecir y
estudiar el comportamiento de este valioso elemento (considerado líquido para efecto
de análisis científicos en acueductos) en cada una de las etapas que recorre en este
proceso básicamente de distribución, el agua es clasificada desde el punto de vista de
la “Mecánica de Fluidos” como: Fluido Incompresible.
Un fluido es una sustancia que sufre deformaciones al ser sometida a esfuerzos
tangentes a la superficie que lo contiene. Los fluidos presentan diferentes
propiedades mecánicas que los diferencian unos de los otros, y que le dan atributos
únicos bajo ciertas condiciones termodinámicas regentes en sí mismos o su entorno.
Entre las propiedades físicas del agua que condicionan su comportamiento
mecánico se destacan: la densidad, el peso específico, la viscosidad,
la tensión
superficial y el módulo de elasticidad.
2.3.2. El Proceso de Abastecimiento de Agua Potable
El abastecimiento es la acción de brindar a la población agua potable suficiente,
mediante esquemas colectivos como Acueductos, o soluciones individuales como
cisternas.
- 16 -
Un Acueducto es un sistema que comprende un conjunto de infraestructuras cada
una con funciones importantes que interactúan entre sí, con el fin de aprisionar el agua de las
fuentes naturales, potabilizarla, almacenarla y distribuirla entre la población humana. Las
estructuras representativas de un Acueducto son: Captación, Línea de Aducción, Planta
de Tratamiento, y Red de Distribución
Captación:
Consiste en una estructura colocada directamente en la fuente de abastecimiento a
fin de absorber el caudal deseado y conducirlo a la Línea de Aducción. El diseño de la
obra va a depender del tipo de fuente en la que se extrae el caudal de agua a procesar:
•
Captación en fuentes superficiales sin regulación: realizada en aquellos
reservorios naturales en los que se supone un caudal del río superior al
volumen de agua necesario para extracción en cualquier época del año. Un
ejemplo clásico de este tipo de captación es el Dique-Toma.
•
Captación en fuentes superficiales con la regulación de sus caudales:
necesaria para compensar las variaciones de nivel en las fuentes debido al
efecto de las épocas de crecida o estiaje. Este tipo de situación supone la
construcción de un dique o represa con la inclusión de una captación que
acepte las variaciones volumétricas en el reservorio. El tipo de estructura
característica dentro de este renglón es el denominado Torre-Toma.
•
Captación en fuentes subterráneas: considera la obra necesaria para la
recolección de las aguas en los pozos o galerías de infiltración.
Línea de Aducción:
Una Línea de Aducción está constituida por la tubería que conduce agua desde la
obra de captación hasta la Planta de Tratamiento, así como las estructuras, accesorios,
dispositivos y válvulas integradas a ella.
- 17 -
De acuerdo a la ubicación y naturaleza de la fuente de abastecimiento, así como de
la topografía de la región, las Líneas de Aducción pueden considerarse de dos tipos:
Líneas de Aducción por Gravedad y Líneas de Aducción por Bombeo.
•
Aducción por Gravedad: la carga de energía potencial disponible permite
aplicar un criterio de diseño con máxima economía, eligiendo diámetros
cuyas pérdidas de energía sean máximas.
•
Aducción por Bombeo: la diferencia de elevación es carga a vencer que va
a verse incrementada por la energía perdida por los accesorios y la fricción
en la Tubería de Aducción.
Planta de Tratamiento:
Una Planta de Tratamiento de Agua Potable es un conjunto de estructuras,
equipos y materiales necesarios para efectuar los procesos y operaciones unitarios
que permiten obtener el agua apta para el consumo humano.
Red de Distribución:
Una Red de Distribución comprende un sistema de tuberías que permite la
conducción del agua desde la Planta de Tratamiento a los sitios de consumo bien sea
por bombeo o por gravedad. En la Red de Distribución están considerados una serie
de elementos que controlan y definen el comportamiento de la misma, permitiendo
un servicio confiable adaptado a la normativa vigente en la región de diseño. En el
proceso de distribución están incluidos los estanques de almacenamiento, las válvulas
de regulación, sectorización y alivio, tanquillas rompecargas, hidrantes, tuberías,
conexiones domiciliarias y cualquier otro elemento que desempeñe un papel
importante en el funcionamiento eficiente de la red.
- 18 -
Dependiendo de la topografía, de la vialidad y de la ubicación de las fuentes
de abastecimiento y del estanque, pueden definirse dos (2) tipos de red de
distribución:
•
Tipo Ramificado:
Redes constituidas por un ramal troncal y una serie de ramificaciones o
ramales que pueden constituir pequeñas mallas, o constituidos por ramales ciegos.
Este tipo de red es utilizado cuando la topografía es tal que dificulta, o no permite la
interconexión entre ramales. También puede originarse por el desarrollo lineal a lo
largo de una vía principal o carretera.
•
Tipo Mallado:
Redes compuestas por tuberías interconectadas formando mallas. Este tipo de red
de distribución es el más conveniente, y tratará siempre de lograrse mediante la
interconexión de las tuberías, a fin de crear un circuito cerrado que permita un
servicio más eficiente y permanente.
2.3.3. Diseño de Redes de Distribución de Agua Potable
El agua, como servicio primario para la vida, requiere de instalaciones
cuidadosamente estudiadas, diseñadas y construidas para su buena puesta en marcha
y funcionamiento adaptadas, en la medida de lo posible, a los crecimientos
demográficos experimentados en una región específica. Un sistema de abastecimiento
está constituido por una serie de elementos que presentan características, ubicaciones
y funciones diferentes que interactúan armónicamente, y que bajo estrictas
normativas y criterios de diseño, representan el punto clave en la buena distribución
del servicio de agua potable.
- 19 -
Para el cálculo de una red de distribución de agua es necesario considerar
aquéllos aspectos que van a definir los criterios de diagnóstico para una propuesta
dada:
1. Estanques de almacenamiento utilizables en la zona.
2. Información demográfica y comportamiento de consumo presente en
los futuros usuarios del acueducto.
3. Clases de tuberías, válvulas y accesorios disponibles en el mercado.
4. Modelos matemáticos que van a regir el comportamiento hidráulico del
sistema.
5. Método de diseño a emplear.
2.3.3.1. Estanques
Un estanque de almacenamiento es un elemento fundamental dentro de un
sistema de distribución. Es éste componente el que contiene la energía de altura que
representa presión estática que alimenta al sistema. Su consideración dentro del
diseño de una red permite la determinación de las condiciones de partida en el
proceso de distribución: caudal disponible de la fuente definido por la entrada y
salida del estanque, capacidad de almacenamiento para amortizar horas de alta
demanda, presión estática disponible, ubicación y distancia con respecto a la red.
A pesar de los múltiples usos que se le pueden asignar a un estanque, sus
funciones se resumen en las tres (3) siguientes:
•
Compensar las variaciones de los consumos que se producen durante el
día.
•
Mantener las presiones de servicio en la red de distribución.
•
Mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones de
emergencia tales como incendios e interrupciones por daños de tuberías de
aducción o de estaciones de bombeo.
- 20 -
Dependiendo de las condiciones en cada caso del proyecto, los estanques
podrán ser enterrados o superficiales, generalmente de concreto armado, y elevados,
en cuya fabricación se utilizan con frecuencia láminas de acero.
2.3.3.1.1. Estanques Elevados
Son estructuras soportadas por un entramado de vigas a una altura específica
que permiten el aumento de la energía potencial en la red de abastecimiento. Son
utilizados cuando la topografía no proporciona una condición natural para la
colocación de un tanque a una altura lógicamente superior a la del
sistema de
distribución que va alimentar, o por razones económicas o de ornamentación en la
selección adecuada bajo una condición física e hidráulica específica.
Estos estanques pueden presentar múltiples formas que dentro de las más
importantes tenemos esférica, cilíndrica y paralelepípedo.
2.3.3.1.1. Estanques Superficiales
Estos estanques están apoyados directamente sobre el suelo que los soporta,
sin requerir de bases altas que los sostengan para un aumento de la energía potencial
disponible por la columna de agua. Normalmente este tipo de estructura se haya en
condiciones topográficas hidráulicamente favorables, donde el terreno disponible
presenta espacio, firmeza y elevación suficiente para el alzamiento de un estanque
adaptado a las necesidades de distribución de la zona.
Para capacidades medianas y pequeñas generalmente resulta preferible, por
economía, la construcción de estanques de forma de paralelepípedo. En cambio, si se
trata de grandes capacidades, los elevados esfuerzos de tensión ejercidos sobre las
paredes hacen que se logren soluciones más prácticas y económicas a base de
estanques de forma cilíndrica o paralelepípedo de dos (2) o más compartimientos de
separación interna conocidos como celdas.
- 21 -
Es importante resaltar que los Estanques Superficiales pueden tener su base
apoyada directamente sobre la superficie del suelo o estar en una condición de semienterrados, mostrando solo una parte de su estructura a la superficie.
2.3.3.2. Información Demográfica y Comportamiento de Consumo
En una red de distribución es de notoria importancia las características de la
población beneficiada. Los datos demográficos de los usuarios del acueducto van a
determinar las dotaciones en los diferentes puntos de la red y con ello, el caudal total
demandado a las fuentes y tanques de almacenamiento.
En forma específica, en el diseño de redes de distribución de agua potable es
necesario conocer el número de personas que van a recibir el servicio dentro del
período de diseño, tipo de dotación que es demandada por los usuarios y el
comportamiento diario en el consumo del vital líquido.
2.3.3.2.1. Período de Diseño y Cálculo de la población futura
Un sistema de abastecimiento de agua se proyecta de modo de atender las
necesidades de una comunidad durante un determinado período. Por lo tanto, el
Período de Diseño puede definirse como el tiempo para el cual el sistema es eficiente
100%, ya sea por la capacidad en la conducción del caudal deseado, o por la resistencia física
de las instalaciones.
El período de diseño es influenciado por un grupo de factores que lo
determinan, como la vida útil de las instalaciones, las facilidades de construcción o
posibilidades de ampliaciones o sustituciones, el nivel de financiamiento y quizás el
más influyente de todos, la tendencia de crecimiento de la población.
Con el fin de estimar la población futura que va a influir en la selección del
período de diseño, es necesario estudiar las características sociales, culturales y
económicas de sus habitantes en el pasado y en el presente, y hacer predicciones
- 22 -
sobre su futuro desarrollo, especialmente en lo concerniente a turismo y progreso
comercial e industrial.
Estimación de la Población Futura por el Método Geométrico
La base de cualquier tipo de proyección son los censos. En Venezuela se cuenta
con la información recaudada por el Instituto Nacional de Estadística (INE) y para los
casos de los Altos Mirandinos, El Plan de Desarrollo Urbano Local Los Teques
(PDUL) es el organismo en jurisdicción.
Para la estimación del crecimiento de una población donde su aumento es
proporcional al tamaño de ésta, se aplica un patrón de interés compuesto expresado
como:
 R  
P2 = P1 
 + 1
 100  
x
(Ec 1)
Donde:
P2 … población para el año deseado
P1 … población en el ultimo año que se realizó el censo
R … tasa de crecimiento
x … período entre el año en el que se desea el número de habitantes y la fecha del
último censo realizado
Las tendencias de crecimiento ya calculadas permiten formalizar el criterio que
va a definir el Período de Diseño para el acueducto en cuestión. Un sistema de
abastecimiento de agua potable debe propiciar y estimular el desarrollo económico,
social e industrial de una población no frenarlo, pero la red es un servicio cuyos
costos deben ser retribuidos por los beneficiarios, pudiendo resultar en montos muy
elevados si se toman períodos muy largos para regiones con desarrollos muy
- 23 -
violentos, resultando en una quiebra administrativa. Esto nos induce a señalar que de
acuerdo con la tendencia de crecimiento de la población es conveniente elegir períodos de
diseño más largos para crecimientos lentos, y períodos de diseño más cortos para tendencias de
crecimiento poblacional más violentas.
2.3.3.2.2. Dotaciones
La Dotación es la cantidad de agua, generalmente por día, que es suministrada
a cada habitante, área o vivienda que estén contenidos dentro de la región de acción
del acueducto correspondiente.
A lo largo de los años, para la determinación de este consumo de agua, se han
realizado investigaciones en los gastos en comunidades que presentan determinadas
características, ello ha permitido, de una manera aproximada, llegar a asignar cifras
de consumos que posteriormente pueden ser utilizadas para el diseño de
abastecimiento de agua en otras comunidades.
El crecimiento poblacional acelerado, las modificaciones en la cultura de consumo
presente en las comunidades del país, junto con el colapso de los servicios y la
necesidad de nacimiento de una mentalidad de ahorro del servicio de agua potable,
provocó la realización de un estudio en el Instituto de Obras Sanitarias (INOS) que
tuvo como resultado una publicación en 1983 que clasifica y asigna las dotaciones de
la manera siguiente:
•
Demanda Doméstica: La dotación correspondiente a los requerimientos
debido a las necesidades vitales, aseo, instalaciones sanitarias, lavados, y otros,
así como la utilizada en exteriores de las residencias por riego de jardines y
limpieza, ha sido adoptada en 250 litros por persona por día, aplicable a la
población fija.
•
Demanda de Comercios y Servicios: La dotación requerida por la población
fija en lugares o zonas distintas de sus residencias, tales como oficinas, locales
- 24 -
comerciales, restaurantes, etc. Ha sido adoptada en 120 litros por empleado
por día, aplicable a la población laboral
•
Demanda pública: La dotación correspondiente a los requerimientos de agua
por riego de áreas verdes públicas y parques, consumo en hospitales, clínicas,
centros comerciales, etc. ha sido adoptada igual a 15 litros por persona por día,
aplicable a la población fija.
•
Demanda Educacional: La dotación requerida por los estudiantes en institutos
educacionales, incluida la requerida para la limpieza y mantenimiento de los
locales, ha sido adoptada igual a 70 litros por alumno por día, aplicable a la
población estudiantil.
•
Demanda Industrial: La dotación será estimada en función del consumo
registrado, o en su defecto un valor no menor de 1,0 lt/seg/ha
Toda esta información de dotaciones publicada en 1983 por el INOS fue revisada
por el actual HIDROVEN por parte del Ing. Juan Bosco Azpúrua en el año 1993.
En conclusión, el criterio actualizado en lo que a dotaciones en nuestro país se
refiere, se resume como:
Tabla 2.1. Dotaciones de agua potable según la normativa actual de
HIDROCAPITAL. Fuente: [2]
Tipo de Dotación
Dotación
Doméstica
250 lt/persona/día
Comercios y Servicios
120 lt/empleado/día
Pública
15 lt/persona/día
Educacional
70 lt/estudiante/día
Industrial*
1 lt/ha/seg
*Es recomendable aplicar una dotación basada en el consumo registrado de la
empresa.
- 25 -
2.3.3.2.3. Demanda Horaria
El consumo de agua en un día cualquiera puede variar de hora en hora,
dependiendo de los diferentes hábitos y actividades de la población. La curva de
demanda horaria establece un patrón de consumo del servicio de agua potable en el
sector usuario del acueducto, definiendo una serie de variaciones de porcentaje de
caudal demandado para las 24 horas del día.
Para poder interpretar correctamente una curva de demanda horaria es
necesario conocer los siguientes términos:
• Demanda Media: es el consumo promedio que posee la población en el día.
Normalmente se calcula a partir de la dotación asignada al número de
habitantes y tipo de comunidad que disfruta el servicio llevada a gasto de
litros por segundo (lt/seg). De forma técnica, la demanda media se calcula
como:
DM =
N ° × Dot
86400
(Ec 2)
Donde:
DM… demanda media de los consumidores [lt/seg]
N°… número de personas usuarias en el sector, área o localidad
Dot… dotación asignada a los habitantes de acuerdo con la tabla 2.1. [lt/per/día]
•
Demanda Máxima: es el mayor valor de caudal de agua demandado
registrado en todo el día de consumo. Esta cantidad representa la mayor
demanda y por lo tanto el momento de mayor exigencia para el acueducto.
Las pérdidas por fricción y velocidades son máximas en la hora que ocurre
- 26 -
esta condición, mientras que las presiones que se registran en los tramos
son mínimas.
•
Demanda Mínima: ocurre a la hora del día en la que se demanda menor
cantidad de agua. Habitualmente acontece a altas horas de la noche,
cuando la población tiene un requerimiento del servicio muy pequeño. Esta
cantidad representa la condición de mínimo caudal circulando por la red,
por lo tanto menores velocidades de operación, pérdidas mínimas por
fricción y mayores presiones disponibles en el sistema.
En Venezuela, se han realizado estudios de los comportamientos de consumo
de los habitantes de los sectores y como resultado de esto, se publica en Gaceta Oficial
una curva de demanda horaria adaptada al gasto estándar del venezolano promedio
(ver figura 2.3).
Demanda Media (%)
250
200
150
100
50
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Tiempo (horas)
Figura 2.3. Curva de demanda horaria en zonas domésticas. Gaceta Oficial. Fuente:
[18]
- 27 -
Las curvas de comportamiento de consumo horario o curvas de demanda
horaria, contemplan las variaciones, expresadas en porcentaje, del caudal medio
demandado ya sean incrementos o decrementos a lo largo de las horas del día. Hablar
del 100% de la demanda media a una hora del día, es hablar de un gasto exactamente
igual al del caudal promedio de consumo diario en ese momento, mientras que por
ejemplo, valores de 119% o de 81% de la demanda media significan incrementos o
decrementos del requerimiento medio a horas específicas del día, o más aún, pueden
resultar en valores de demanda máxima o mínima como en el caso de la curva de
demanda según Gaceta Oficial mostrada en la figura.
Buscando una tendencia más útil para las aplicaciones técnicas, adaptada en
mayor medida a la realidad de consumo de agua potable en Venezuela, la curva
recomendada por Gaceta Oficial es sustituida por la propuesta por la Ing. Celina
Matos Medina, en donde se contempla una tendencia de consumo doméstico más
adaptada al venezolano común.
Demanda media (%)
250
200
150
100
50
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Tiempo (horas)
Figura 2.4. Curva de demanda horaria en zonas domésticas.
Ing. Celina Matos Medina. HIDROCAPITAL. Fuente: [10]
- 28 -
Esta curva posee cambios de requerimientos de caudal más notorios y realistas
que los encontrados en la tendencia anterior. Como características importantes se
observa un incremento violento en las primeras horas del día, cuando la demanda
alcanza el punto de Demanda Máxima a las ocho (8) horas con un 200% del caudal
medio. Existe un decrecimiento paulatino hasta las veinte (20) horas donde se
presenta el punto de demanda promedio o 100% de demanda media, finalizando con
un 40% como punto de Demanda Mínima a las veinticuatro (24) horas del día.
2.3.3.3. Tuberías, válvulas y accesorios
2.3.3.3.1. Tuberías
Las tuberías son el elemento principal en el proceso de conducción del servicio
de agua potable a los sectores destino de la distribución. Su selección es crucial a la
hora de obtener diseños confiables y económicos dentro del período de diseño
estipulado.
•
Tuberías de Hierro Fundido Dúctil (H.F.)
Este tipo de tubería es fabricada mediante la combinación de la fundición de
lingotes de hierro, carbón cocke, piedra caliza y adición, mediante métodos
especiales, de magnesio, ocasionando un grafito con microestructura granular
continua, con lo que resulta un material resistente a la oxidación y corrosión e
igualmente dúctil. Estas características especiales lo hace un material poco frágil y
bastante resistente a la fuerza abrasiva de los suelos, lo que convierte a la tubería en
un elemento altamente versátil en instalaciones de acueductos de líneas de
distribución enterradas o de colocación superficial.
La resistencia mecánica del hierro fundido dúctil utilizado en la fabricación de
tuberías, está caracterizada por un punto de fluencia “Sy” de 2.950 kgf/cm2 y
esfuerzo máximo de tracción “Su” de 4.200 kgf/cm2.
- 29 -
•
Tuberías de Acero Galvanizado (H.G.):
Su fabricación se realiza con el uso de aceros dulces fácilmente soldables con
un proceso de templado, permitiendo la obtención de una tubería de acero con gran
resistencia a los impactos y ductibilidad.
Su contenido de carbón es menor que el de la tubería de hierro dúctil lo que le
da una resistencia menor a la oxidación.
El proceso de galvanizado le proporciona un recubrimiento interno y externo
de zinc que le da protección contra la corrosión.
En términos generales, la tubería de hierro galvanizado es excelente en
instalaciones superficiales debido a su alta resistencia a impactos, pero poco
conveniente en condiciones enterradas, ya que la acción agresiva de los suelos ácidos
tiene efectos inmediatos en la superficie de la misma.
La resistencia a la fluencia y esfuerzo máximo de estos productos viene
especificada en los catálogos de los fabricantes. Para tener una idea de los órdenes de
magnitud de estos valores se presenta la tabla 2.1 extraída de los productos de la
Siderúrgica de Oriente (SIDOR) regida por las normas API, para los tipos de tubería
más usados en acueductos.
Tabla 2.2. Aceros del “Catálogo de Productos” de SIDOR, según norma API. Fuente:
[12]
Norma
5L
5LX
Grado
A-25
A
B
X-42
X-45
X-52
X-56
X-60
Punto de Fluencia
PSI
Kg/mm2
25.000
30.000
35.000
42.000
46.000
52.000
56.000
60.000
17,6
21,1
24,6
29,5
32,6
36,6
39,2
42,2
Esfuerzo Máximo
PSI
Kg/mm2
45.000
48.000
6.000
60.000
63.000
66.000
71.000
75.000
31,6
33,7
42,2
42,2
44,3
45,6
49,9
52,7
- 30 -
•
Tuberías de Asbesto-Cemento a Presión (A.C.P.):
Los elementos de conducción de A.C.P. son fabricados por enrollamiento
continuo de capas sucesivas delgadas de un material compuesto por asbesto y
cemento.
La tubería de asbesto-cemento es muy frágil, por lo que su uso está limitado a
la colocación enterrada. Entre sus más importantes ventajas está su condición de
material inerte ante la corrosión, por lo que su aplicación en la conducción de agua
con elementos químicos ácidos y otros componentes agresivos resulta muy favorable.
La producción en el país de este tipo de tubería se limita a presiones de trabajo
no mayores a 10 kgf/cm2 para agua potable y aplicaciones mayoritariamente en la
conducción de aguas servidas.
•
Tuberías de Material Plástico (P.V.C.):
La plastificación de polímeros en procesos de inyección mayoritariamente de
coluro de vinilo en forma granular es la técnica de fabricación de este tipo de tubería.
Las tuberías PVC ofrecen ventajas significativas en su instalación en
acueductos con respecto a otras. Su considerable menor peso que reduce
grandemente lo costos de transporte y colocación, su bajo coeficiente de fricción por
poseer paredes internas muy lisas y la resistencia a la corrosión por su condición
plástica inerte a la mayoría de las reacciones químicas, son sus cualidades más
importantes. Su desventaja está en su baja resistencia a los impactos, lo que obliga a
la colocación de la tubería enterrada en zanja.
El uso de tuberías PVC es relativamente reciente, pero los buenos resultados
que se han registrado en estos años, las ha colocado entre una de las opciones más
confiables para redes de distribución con líneas de diámetros no mayores a los 400
mm (24”). El fabricante más conocido en Venezuela de este producto es la empresa
PAVCO C.A. que ofrecen tuberías PVC de alta calidad de hasta 16 kgf/cm2 de
presión máxima de servicio.
- 31 -
2.3.3.3.2. Válvulas
Las válvulas son elementos que se colocan el las líneas de tubería como ayuda
importante en los procesos de operación, mantenimiento y seguridad en los sistemas
de aducción y distribución de agua potable. Existen muchas clasificaciones y tipos de
válvulas que pueden ser utilizados en los procesos de conducción, a continuación se
define el grupo de éstos equipos necesarios en los procesos mayoritariamente de
distribución en Venezuela:
Clasificación de las válvulas según su función
•
Válvulas de servicio
Válvulas que tienen como objetivo permitir o interrumpir la totalidad del flujo
que pasa por la tubería. Su utilidad radica en procedimientos de mantenimiento, en
los que se requiera desmontaje de equipos o reparaciones en líneas de distribución.
Otra función vital de éste tipo de válvulas es el control del abastecimiento por medio
de válvulas ubicadas en los sectores que componen un acueducto, permitiendo un
servicio controlado que puede ser sectorizado en momentos requeridos.
•
Válvulas de regulación
Estas válvulas tienen como finalidad la regulación y control de las diferentes
variables hidráulicas en un sistema de distribución, principalmente la presión y el
caudal. Las válvulas de regulación poseen características especiales que las protegen
de las intensas vibraciones provocadas por la turbulencia del flujo aguas abajo como
resultado del proceso de disipación de energía.
•
Válvulas de dirección
El diseño mecánico de estas válvulas es tal que admiten flujo en una sola
dirección. Las válvulas de control direccional impiden el vaciado de tanques en las
- 32 -
líneas de flujo e impiden la inversión del sentido del flujo en ciertos sectores o
equipos complementarios de las aducciones.
Tipos de válvulas utilizados en los procesos de distribución de agua
•
Válvulas de compuerta
El elemento de cierre de este tipo de válvula es una compuerta de forma
rectangular o circular llamada disco obturador, cuyos planos extremos pueden ser
paralelos o en cuña. En el proceso de apertura y cierre, la compuerta se desliza a
través de guías, practicadas en el cuerpo de la válvula. El elemento de cierre es un eje
de transmisión rotatorio accionado por el giro de un volante de uso manual o un
dado de operación.
En posición de cierre, estas válvulas garantizan una buena estanqueidad, y en
posición de completa apertura, unas pérdidas de energía localizadas de mínima
magnitud. Su empleo en aperturas intermedias en búsqueda de control de variables
hidráulicas es ineficiente por lo que se limitan a procedimientos de servicio.
Figura 2.5. Válvula de compuerta con volante de operación. Fuente: [15]
- 33 -
•
Válvulas de globo
Las válvulas de globo están caracterizadas por un elemento obturador circular,
solidario a un vástago de desplazamiento, generalmente vertical, el cual cierra contra
un asiento de igual geometría, contenido en el cuerpo de la válvula, y perpendicular
al eje de la tubería.
Las válvulas de globo provocan pérdidas considerables de presión en el agua
circulante y permiten desplazamientos del obturador a diferentes alturas sin producir
efectos graves de cavitación o vibraciones, lo que las hace muy útiles en procesos de
control hidráulico.
Figura 2.6. Válvula de globo Cla-Val 100-20 serie 600. Fuente: [15]
•
Válvulas Check
Este tipo de válvula está compuesta por una compuerta giratoria accionada por
la acción dinámica del agua, un contrapeso o un resorte, que se cierra para impedir la
circulación inversa del líquido. En los sistemas de abastecimiento se utilizan las
válvulas check de clapeta, de resorte o de contrapeso.
- 34 -
Figura 2.7. Esquema de funcionamiento de una Válvula Check.
Fuente: [15]
2.3.3.3.3. Accesorios
•
Codos y curvas:
Estos accesorios permiten los cambios de direcciones y ramificaciones
necesarios en todo el recorrido de los sistemas de distribución. Los codos y curvas
pueden encontrarse en diferentes materiales y diámetros en el mercado, con ángulos
principalmente de 11,25°; 25,5°; 45° y 90° si se desean prefabricados.
•
Confluencias y Derivaciones
Se emplean en las uniones o separaciones de líneas de igual o diferente
diámetro, para formar mallas o ramificar la red en calles o callejones. El ángulo de
derivación es variable de acuerdo a la necesidad, pero el más común es el de valor de
90°, accesorio llamado “T”.
•
Reducciones
Permiten la disminución de diámetro en una tubería por razones topográficas
o técnicas. Pueden ser de tipo gradual o brusca.
- 35 -
•
Conexiones Domiciliarias
Son las instalaciones de toma de agua conectadas al acueducto que permiten el
abastecimiento del servicio a una vivienda o parcela. Las tomas domiciliarias están
compuestas por una tubería de cobre de ¾”, la abrazadera toma, el Corporation Stop
¾”, caja Tronco-Cónica para medidor y un medidor.
•
Hidrantes
Son dispositivos conectados a las redes de distribución de agua usados en la
extinción de incendios.
•
Anclajes
Son monolitos de concreto, de dimensiones estandarizadas, que permiten la
transmisión al terreno de las fuerzas dinámicas provocadas por el desplazamiento del
agua en el interior de la tubería.
•
Tanquillas
Son estructuras compuestas por concreto y cabillas de acero, que contienen las
válvulas de regulación y en ocasiones de servicio, para su protección y cómoda
manipulación. Su tamaño depende de las dimensiones de la válvula que se va a
operar.
•
Bocallaves
Construidos de hierro fundido y asbesto, el bocallave permite la manipulación
de las válvulas de sectorización con dado de operación desde la superficie de la vía
sin la necesidad de fabricar tanquillas.
- 36 -
2.3.3.4. Hidráulica del sistema
2.3.3.4.1. Ecuación de la Continuidad
En la mecánica de fluidos, la ley de la conservación de la masa se expresa
mediante la ecuación de continuidad.
Se plantea un punto P de una tubería cualquiera, con una condición de
circulación de entrada y salida de flujo:
Figura 2.8. Nodo genérico de una tubería en una condición de flujo permanente.
Fuente: Propia.
Considerando el fluido incompresible y la tubería un elemento inelástico:
Q Entrada = Q Salida
(Ec 3)
Sustituyendo por los caudales de la figura 2.8:
Q1 + Q3 = Q2 + Q4 ⇒ Q2 + Q4 − Q1 − Q3 = 0
(Ec 4)
La ecuación de continuidad en forma general queda como:
∑Q
n
=0
(Ec 5)
Donde:
Qn … Caudales de entrada y salida del nodo
- 37 -
Como convención se asumen los caudales de salida al punto como positivos y los de
entrada como negativos.
2.3.3.4.2. Conservación de la Energía Mecánica. Ecuación de Bernoulli
Daniel Bernoulli, en su obra Hidrodinámica (1738), expuso que suponiendo:
1.-Fluido no viscoso: Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del
fluido.
2.-Flujo estacionario: La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo.
3.-Fluido incompresible: La densidad del fluido permanece constante con el tiempo.
4.-Flujo irrotacional: No presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del
fluido respecto de cualquier punto.
La energía hidráulica entre dos puntos de un fluido moviéndose a lo largo de un
conducto cerrado es constante y se expresa como:
v2 p
gz +
+ = H = cte
2 ρ
(Ec 6)
Dividiendo entre la aceleración de gravedad y considerando las pérdidas de
energía por fricción y accesorios, en un tramo 1-2 cualquiera, la ecuación de energía
de un fluido en estado estacionario, incompresible e irrotacional en un conducto cerrado
resulta:
2
z1 +
2
v1
p
v
p
+ 1 = z 2 + 2 + 2 + hf + hl
2g γ
2g γ
(Ec 7)
Donde:
z… cota con respecto al nivel de referencia [m]
v… velocidad del fluido en el punto correspondiente [m/s2]
p… presión estática medida en el punto correspondiente [N/m2]
γ… peso específico del fluido [N/m3]
- 38 -
g… aceleración de gravedad (en la tierra g = 9,81 m/s2)
hf… pérdidas por fricción con los contornos [m]
hl… pérdidas locales por efecto de accesorios [m]
Figura 2.9. Visualización geométrica de la dinámica del flujo permanente. Fuente: [12]
Para una fácil visualización de la energía y sus componentes en un conducto
cerrado, se define la altura de energía total y la altura piezométrica o nivel hidráulico ambas
expresadas en unidades de longitud. Estas cantidades visualizadas en la figura 2.9 no
son más que los términos de la ecuación de energía (ecuación 7) representados en
líneas de altura sobre el nivel de referencia, que muestran los cambios entre los
valores de velocidad cota y presión, a lo largo del recorrido de un fluido. La
inclinación de la línea de energía de altura total, muestra la presencia de pérdidas por
fricción y/o localizadas en el tramo.
2.3.3.4.3. Pérdidas por Fricción
Esta disipación de energía mecánica es generada por la resistencia ejercida por
la viscosidad del fluido sobre las paredes de los conductos.
- 39 -
El cálculo de las pérdidas por fricción puede ser efectuado con ayuda de
muchas de las ecuaciones formuladas en el presente siglo, tomando en cuenta las
características hidráulicas y materiales que intervienen en la conducción del fluido.
En el caso de distribución de agua potable, con tuberías de rugosidades bajas y
condiciones de flujo permanente y turbulento, es muy acertado el uso de la ecuación
empírica de Hazen – Williams:
Q
hf = 10,67 
C
1,852
L
(Ec 8)
D 4,87
Donde:
Q… caudal de agua circulando por el tramo de tubería [m3/s]
L… longitud del tramo de tubería [m]
D… diámetro de la tubería [m]
hf… pérdidas de energía por fricción en el tramo de tubería [m]
C… coeficiente de fricción de Hazen-Williams
La ventaja de esta ecuación radica en el uso de un coeficiente de fricción “C”
(ver tabla) independiente del estado hidráulico del flujo, siendo únicamente función
del material de la tubería, facilitando los cálculos en redes de distribución complejas.
de tubería. Fuente [16]
Material
Asbesto cemento
Latón
Ladrillo de saneamiento
Hierro Fundido, nuevo
Hierro Fundido, 10 años de edad
Coeficiente de Hazen-Williams (C)
140
130 - 140
100
130
107 - 113
89 - 100
75 - 90
64 - 83
- 40 -
de tubería. Fuente [16]
Material
Hierro Dúctil (DIP)
Hierro Galvanizado (HG)
Plomo
Plástico
PVC
Acero – Nuevo
Acero
Coeficiente de Hazen-Williams (C)
120
120
130 - 140
140 - 150
150
140 - 150
130
2.3.3.4.4. Pérdidas Locales
El paso del fluido a través de los accesorios como codos, curvas, uniones,
válvulas, contracciones, etc. provoca una alteración en la geometría del contorno y
con ello, la creación de una estructura cinemática compleja que es sostenida por la
energía que aporta el flujo principal (ver figura 2.10). Esta situación resulta en una
pérdida de energía ocurrida en el punto donde se localiza el accesorio llamada pérdida
local.
Figura 2.10. Comportamiento del flujo a través de un orificio. Fuente: [12]
- 41 -
El valor de la pérdida local ocurrido en una línea de flujo depende de la
velocidad de entrada al accesorio y de un coeficiente “k” que es función del tipo de
elemento que provoca le pérdida. La ecuación se expresa como:
hl = k
v2
2g
(Ec 9)
Donde:
k… coeficiente de pérdida local
v… velocidad del fluido de entrada al accesorio [m/s]
g… aceleración de gravedad (en la tierra g = 9,81 m/s2)
hl… pérdida local [m]
Cada accesorio, dependiendo de su geometría e incidencia sobre el flujo
circulante, posee un coeficiente de pérdida local “k” asociado, calculado en base a
resultados de experimentaciones y estudios hidráulicos realizados.
Valores del coeficiente de pérdida para accesorios comúnmente usados en
sistemas de distribución de agua potable se muestran en la tabla 2.4 mostrada a
continuación:
Tabla 2.4. Coeficientes de pérdidas locales de accesorios comúnmente usados en
acueductos. Fuente: [18]
Accesorio
Codo 90°
Codo 45°
Tee Branch*
Tee Run*
Válvula de Compuerta
K
0,9
0,4
1,8
0,6
0,2
*La diferencia entre la “T” Branch y la Tee Run puede ser observada en el Apéndice B.
En el caso de las contracciones en un sistema de distribución, no existe un
valor fijo de “k” (ver tabla 2.5), este coeficiente tiene una dependencia con la relación
de áreas transversales entre la entrada y salida del accesorio, y si se trata de una
contracción brusca o gradual (ver figura 2.11).
- 42 -
Figura 2.11. Tipos de reducciones en tuberías. Fuente: Propia.
Tabla 2.5. Valores del coeficiente de pérdida local “k” para contracciones bruscas.
Fuente [12]
A2/A1 0,1 0,2 0,3
K
0,46 0,41 0,36
0,4
0,3
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0,22 0,16 0,11 0,05 0,01
- 43 -
2.4. Normas y Recomendaciones para el Diseño y Construcción
de Obras Sanitarias en Venezuela
El diseño de los sistemas de distribución de agua potable en Venezuela está
regido por una normativa y un grupo de recomendaciones que disminuyen el nivel
de incertidumbre en la puesta en marcha del sistema definitivo, ayudando a concebir
proyectos técnicamente acertados, adaptados a una realidad de consumo vivida en
nuestro país. Las “Normas para el Diseño de los Abastecimientos de Agua. INOS.
1965”, las “Especificaciones de Construcción de Obras de Acueductos y
Alcantarillados. INOS. 1976” y otras publicaciones más vigentes, contienen una serie
de recomendaciones técnicas para el estudio hidráulico y realización de las obras
pertinentes, todas elaboradas como resultado de la experiencia y realidad vivida en el
consumo de agua potable en nuestro territorio.
2.4.1. Normas y Recomendaciones para el Diseño Hidráulico
El INOS establece en sus normas [8] que para el diseño de redes de
distribución “La presión máxima admisible en cualquier punto de la red es de 75m y la
mínima de 20 m calculadas con el nivel de agua en el estanque a mitad de altura”.
Actualmente esta norma tiene un carácter de recomendación más que de obligación.
En HIDROVEN existe libertad en la selección de los criterios de diagnóstico que van a
permitir evaluar un determinado proyecto, permitiendo a los diseñadores trabajar
con las bases técnicas que ellos consideren pertinentes para una zona con
características económicas, sociales e hidráulicas específicas.
Entre los criterios de diagnóstico aplicados en el diseño de redes de
distribución de agua potable se encuentra también el de velocidad máxima permitida
dentro de la tubería y el de pérdidas por fricción máximas admisibles.
- 44 -
Controlar la velocidad dentro de la tubería es vital para la buena operación de
los sistemas de tuberías. Velocidades muy altas provocan el desprendimiento de las
paredes internas aumentando la rugosidad de las tuberías.
2.5.2. Normas y Recomendaciones para la Realización de la Obra
En la presentación formal de los proyectos de diseño de sistemas de
distribución de agua, es de vital importancia la estimación de los trabajos junto con la
lista de materiales que van a ser requeridos para la instalación del acueducto.
Una Partida es un trabajo, actividad o suministro específico que contempla uno
de los pasos de muchos, requeridos para el alcance de la meta: la finalización de una
obra. Entre las partidas se encuentran los trabajos de demolición, excavación,
colocación de tuberías, reconstrucción y señalización.
Las partidas poseen un formato predefinido que permite la estandarización en
la presentación de los presupuestos a los contratistas y a nivel interno de
HIDROCAPITAL. Entre los elementos que contempla una partida tenemos:
1. El número de la partida, que refleja la posición del trabajo dentro del
presupuesto.
2. La descripción de la partida con su respectivo código proveniente del
Listado de Precios emitido por La Gerencia de Contratación de
HIDROCAPITAL.
3. La unidad en la que se mide el trabajo.
4. La cantidad que se requiere de ese trabajo o suministro medido en la
unidad correspondiente.
5. El costo por unidad correspondiente, también llamado Precio Unitario.
6. El total en Bolívares que se requiere cancelar para la realización de lo
descrito en la partida. El total resulta de la multiplicación de la cantidad
del trabajo por el precio unitario mostrado en la siguiente columna.
- 45 -
2
N°
6
4
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
m3
282,00
69.383,67
19.566.194,94
153
3
DEMOLICIÓN DE CONCRETO EN CALZADAS Y ACERAS.
1
3
5
Figura 2.12. Ejemplo de una partida de demolición con la indicación de sus
elementos. Fuente: Propia.
Los trabajos de implementación, mantenimiento y modificación de las
diferentes actividades que pueden ser realizadas en general en los procesos de agua
potable, se encuentran discriminados por partidas en el Listado de Precios emitido
por La Gerencia de Contratación de HIDROCAPITAL. Es labor del proyectista
seleccionar las partidas necesarias para la ejecución de la obra y calcular las
cantidades requeridas para la obtención del precio total.
En el Listado existe una clasificación de partidas para cada tipo de labor que va
a ser realizada. Los renglones que incluyen los trabajos de construcción de una red de
distribución son:
• Trabajos Preliminares: todas aquellas labores de estudio y preparación del
terreno. Incluye demoliciones.
• Movimiento de Tierra: excavación de zanjas, relleno con material de la
construcción y de préstamo, bote del material sobrante.
• Colocación de Tuberías y Accesorios: trabajos de instalación de la tubería
en su zanja (si es enterrada) o por su recorrido previamente definido. Se
incluye la colocación de válvulas, curvas, codos y cualquier otro accesorio
requerido.
• Obras de Concreto y Pavimento: comprende las partidas relacionadas con
la reconstrucción de las vías destruidas por los trabajos de colocación del
- 46 -
acueducto. En esta clasificación se encuentra la recuperación del concreto y
asfalto en todo el recorrido de la zanja.
• Señalización de Vías: las partidas que contemplan los accesorios y trabajos
que permitan la identificación de la obra en el día y la noche en el tiempo
en que dure la obra.
En la figura 2.12 se muestran cada uno de los campos que contiene una
partida. El contenido correspondiente de las casillas número 1, 2, 3 y 5 se lee
directamente del Listado de Precios emitido por La Gerencia de Contratación de
HIDROCAPITAL, el campo número 6, como se mencionó, es resultado de la
multiplicación entre la cantidad y el precio unitario, mientras que el campo número 4,
es determinado por el proyectista, respaldándose en las “Especificaciones de
Construcción de Obras de de Acueductos y Alcantarillados. INOS. 1976”.
- 47 -
Capítulo 3
Marco Metodológico
3.1. Tipo de Investigación
Con el fin de obtener resultados confiables que puedan alcanzar los objetivos
establecidos, es necesario adoptar la estrategia más acertada en conforme con el tipo
de investigación que se desea realizar.
El siguiente trabajo de pasantía se desarrollará bajo el esquema de
investigación de campo de tipo descriptiva, ya que se pretende la elaboración de un
análisis sistemático de las variables hidráulicas directamente observadas en sitio,
acompañado de un proceso de documentación que se dio a cabo antes, durante y
después de la realización de las mediciones pertinentes.
En el proceso de análisis se pretende no sólo arrojar resultados que cumplan
con las pautas necesarias para la ejecución de la obra, sino también el estudio de
aquéllos aspectos que puedan ayudar a entender con más detalle un sistema de
distribución de agua potable, a fin de realizar un aporte práctico no perecedero para
investigaciones futuras.
La problemática en el servicio de agua potable correspondiente a las
comunidades del presente estudio es una realidad fácilmente verificable. El siguiente
proyecto se realizó dentro de un marco claramente factible, buscando propuestas en
el diseño adaptadas a las realidades vividas en las instalaciones y operación de los
acueductos existentes en Venezuela, principalmente en aspectos tales como presiones
de descarga en las viviendas, trabajos de implementación del sistema de tuberías,
costos para la obra, entre otros. Los resultados que aquí se muestran buscan una
mejora real y consistente en la distribución de agua potable de los pobladores de la
región, con propuestas detalladamente explicadas para su entrega a las compañías
encargadas de la ejecución de la obra.
- 48 -
CAPITULO 3. Marco Metodológico
3.2. Área de la Investigación
El estudio está enmarcado en la zona que corresponde a las comunidades del
Tigrito, Mataruca y El Pardillal, Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda, con unas
coordenadas UTM de referencia X: 709570; Y: 1142858. Accediendo desde la vía de
Pozo de Rosas o la calle vía Vista Hermosa, se llega al sector Lagunetica considerado
la parte alta de la ciudad de Los Teques y que tiene entre sus límites la entrada a los
tres (3) sectores que incluye la investigación. Para El Tigrito se incluyen los subsectores Los Castaños, Calle Anselmo Hernández, Lomas de Taborda, Las Flores,
Cañaveral y Sabaneta. En el caso de Mataruca se consideran la calle Mataruca Abajo,
Las Monjas, La Cooperativa Corcouvis y el acceso vía Colegio Madre Juliana.
Finalmente, por poseer una extensión ya incluida en el estudio previo, para Pardillal
se considera únicamente el callejón Los Nazo y tramos de las calles Pardillal y
Miranda.
Dentro del estudio de campo realizado en el proceso de recopilación de datos
está incluida la zona correspondiente a la ubicación del tanque Laguneta, fuente de
agua para la red de tuberías del proyecto. El tanque está ubicado en el sector
denominado Calle El Tanque en la vía de Pozo de Rosas a unos novecientos treinta
metros (930 m) de distancia de La Alcabala.
3.3. Técnicas de Recolección de Datos
Buscando obtener la información necesaria para el análisis hidráulico se
empleó la técnica de observación directa en campo. Este método permite la
recolección de datos originales que después de su análisis, arrojan resultados
adaptados a la realidad presente en el escenario físico. La observación en campo
revela los acontecimientos que se suscitan en la red actual de forma directa y permite
un diseño que interrelaciona las variables hidráulicas, topográficas y sociales
presentes en el territorio de estudio.
- 49 -
El proceso de recolección de datos fue llevado a cabo con el empleo de
instrumentación de tipo técnico y de tipo demográfico. Para el primer tipo se
utilizaron los instrumentos de medición topográfico como lo es el GPS y altímetro,
acompañados con los manómetros utilizados por las cuadrillas de HIDROCAPITAL
para la medición de presiones en ciertos puntos de las redes. Entre la instrumentación
de tipo demográfico se emplearon las herramientas comúnmente utilizadas por la
Coordinación de Gestión Comunitaria que labora en el Sistema Panamericano: las
encuestas, que resumen la condición del servicio en la vivienda mostrando el número
de personas que habitan el hogar; y los croquis, que son representaciones gráficas de
las comunidades con sus correspondientes calles, callejones y viviendas que existen
en la zona, todos elaborados por los mismos pobladores en su trabajo asignado como
Mesa Técnica de Agua (MTA).
3.4. Técnicas de Análisis de Datos
En el análisis de los datos recaudados en campo se empleó la herramienta
computacional
H2ONET
2.0,
que
ejecutó
una
simulación
hidráulica
del
comportamiento de las redes propuestas, arrojando resultados que pudieron ser
diagnosticados con el uso de la tabulación y graficación.
El software H2ONET 2.0 permite corroborar el estado hidráulico de la red bajo
un régimen de consumo horario establecido, y con la ayuda de los criterios de diseño
impuestos por el diseñador, obtener sistemas de distribución de agua potable que
operen de forma eficiente dentro del campo de los proyectos sustentables. Para más
información concerniente al programa de simulación H2ONET 2.0 consultar el
Apéndice A.
- 50 -
3.5. Fases de la Investigación
El trabajo de pasantía realizado está clasificado en etapas claramente definidas
que permitieron una labor organizada dentro del tiempo estipulado. La figura 3.1
muestra el desempeño de estas actividades a lo largo de las veinte (20) semanas,
donde se colocan las cuatro (4) fases en filas, y se agrega una última denominada
“Apoyos” que muestra el tiempo empleado en actividades ajenas al proyecto
relacionadas con problemáticas en el servicio de agua en otras regiones donde se
realizaron pequeños estudios más que todo para la modificación de tramos de
tubería.
3.5.1. Fase I. Recopilación y revisión de información teórica básica.
Se inicia con la familiarización en la política y filosofía de la empresa a través
del contacto con los empleados y el ambiente reinante en el Sistema Panamericano.
En esta fase se hizo la revisión detallada de los diferentes estudios que conforman los
antecedentes del proyecto. Se revisaron conceptos en la mecánica de fluidos y se
adiestró en el uso de las herramientas computacionales empleadas comúnmente en la
empresa, es especial del software de simulación de redes H2ONET 2.0.
3.5.2. Fase II. Recopilación de la información de campo necesaria.
La fase de recopilación de información de campo se inició con el estudio de los
sistemas de distribución actuales presentes en las tres (3) comunidades, para así
determinar las problemáticas técnicas y sociales del área. También se recaudó la
información de tipo demográfico necesaria para el cálculo de dotaciones con el uso de
los censos proporcionados por el departamento de gestión comunitaria. Finalmente
esta fase comprende la toma de presiones y alturas en la región, como datos
hidráulicos de entrada en el proceso de simulación en la fase de diseño.
- 51 -
3.5.3. Fase III. Diseño de la red de distribución de agua potable.
Ya determinadas las problemáticas existentes en los sectores, y registrada la
información de campo pertinente, se procedió a la fase de diseño del sistema de
distribución. Con el uso del programa H2ONET 2.0 se simularon diferentes
propuestas que fueron diagnosticadas utilizando los criterios de diseño previamente
definidos. En esta etapa se seleccionó la propuesta definitiva con sus materiales,
diámetros, trayectoria y accesorios, todo justificado empleando las bases teóricas y la
normativa nacional correspondiente.
3.5.4. Fase IV. Análisis presupuestario.
En esta fase se realizó un cuadro presupuestario que contiene todos los
trabajos y suministros requeridos para la obra de instalación del sistema de
distribución diseñado. Por razones de costos totales elevados y bajo la supervisión de
la gerencia del Sistema Panamericano, se separó la obra en varias etapas, y se
elaboraron los presupuestos para cada una de ellas. Todos los presupuestos están
regidos por el formato característico utilizado en HIDROCAPITAL, Sistema
Panamericano.
- 52 -
- 53 -
Figura 3.1. Distribución de las fases que componen el proyecto por semanas de duración de pasantía. Fuente: Propia
Capítulo 4
Trabajo de Campo
4.1. El Sistema Panamericano
Para abastecer de agua potable a la población de los Altos Mirandinos se
utiliza el acueducto del Sistema Panamericano. Con su sede principal ubicada en Av.
Pedro Russo Ferrer con Av. Las Industrias, Sector El Tambor en Los Teques, el
Sistema Panamericano abarca los municipios Los Salias, Carrizal y Guaicaipuro, así
como algunos sectores del Municipio Baruta (Hoyo de la Puerta y el Naranjal),
totalizando una población de 300.000 habitantes.
El Municipio Los Salias, con una extensión de cinco mil setecientos treinta y
siete hectáreas (5.737 Ha), contiene la Parroquia Los Salias, con los sectores San
Antonio de Los Altos, Club de Campo, Los Castores, San Diego de Los Altos y San
José de Los Altos, de entre los más resaltantes.
El Municipio Carrizal, con dos mil ochocientos sesenta y ocho hectáreas (2.868
Ha) la menor extensión de los tres (3) municipios, abarca la ciudad de Carrizal y
Colinas de Carrizal.
Finalmente, el Municipio Guaicaipuro con la mayor extensión (86.062 Ha),
engloba las Parroquias Paracotos, Cecilio Acosta, Tácata, Altagracia de la Montaña, El
Jarillo, San Pedro y La Parroquia de Los Teques, que contiene la capital del Estado
Miranda y un gran número de sectores, dentro de los que destacan: Lagunetica, El
Pardillal, Mataruca y El Tigrito. En la figura 4.1 se puede observar las ubicaciones
relativas de los municipios en lo que se denomina Los Altos Mirandinos.
- 54 -
CAPITULO 4. Trabajo de Campo
Figura 4.1. Distribución geográfica de los municipios que conforman Los Altos
Mirandinos y otros aledaños. Fuente: [10]
- 55 -
El acueducto del Sistema Panamericano está compuesto por líneas de tubería
en materiales de Acero y H.F para diámetros iguales o superiores a las 8”, PVC para
sistemas de distribución de 6” de diámetros o menor y H.G. para las tuberías de 4” o
menor, todo esto en términos generales y considerando diferencias de lo antes
expuesto por condiciones hidráulicas específicas encontradas en ciertos sectores. Las
principales fuentes que abastecen al sistema son: El embalse La Mariposa, el embalse
Agua Fría, fuentes superficiales (tomas sobre el sistema de Agua Fría, La Culebra y
quebrada La Virgen) y los pozos de acueductos rurales (Paracotos y Los Lirios).
A diferencia de los sistemas que abastecen por ejemplo, a la zona de Caracas, el
Acueducto Panamericano se desarrolla en una topografía muy variada, ubicándose
en la mayoría de su recorrido entre 1000 y 1750 msnm. Debido a esta significativa
variación entre cotas y a la ubicación geográfica de las fuentes principales, el
Acueducto Panamericano se divide en “Red Alta” y “Red Baja”. Ambas redes se
caracterizan por posees sistemas de distribución del tipo ramificado, con algunas
excepciones en las ciudades de mayor extensión como lo son Los Teques y San
Antonio de los Altos, que poseen redes del tipo mallado. Las redes alta y baja tienen
su límite en la zona del Paso, La Matica, y Los Lagos con el uso de válvulas de límite
de red esquematizadas en la figura 4.2.
La red baja tiene su área de acción en los municipios Los Salias y Carrizal y en
una proporción, el Municipio Guaicaipuro (la ciudad de Los Teques, La Matica y
Guaremal). La fuente de abastecimiento principal para esta red es el embalse La
Mariposa, el cual suministra unos 900 l/s desde su planta de tratamiento por una
tubería de Ø 1350 mm (54”).
La red alta se inicia con el embalse de Agua Fría ubicado en la quebrada del
mismo nombre y el cual posee una obra de captación superficial torre – toma de
donde sale una tubería de aducción de Ø 900 mm (36”) de Acero que alimenta, con
unos 175 l/s, a la planta de tratamiento Laguneta.
- 56 -
Una vez potabilizada el agua, de la planta de tratamiento Laguneta salen dos
(2) tuberías, una de Ø 75 mm (3”) de H.G. que luego cambia a PVC dando servicio a
la zona de Pozo de Rosa – Garabato y que más adelante tiene su empalme con las
fuentes de La Culebra y Quebrada La Virgen, produciendo un máximo de 100 l/s que
son suministrados por una tubería de Ø 300 mm (12”) de H.F. a las poblaciones de
San Pedro de los Altos y Macarao.
La otra tubería que sale de la planta es de Ø 400 mm (16”) de H.F. Esta línea
lleva unos 147 l/s y tiene una trayectoria por la carretera vía Lagunetica, la cual
después de recorrer unos 4500 m y abastecer a los sectores Rómulo y Los Nísperos,
desemboca en el tanque Laguneta.
Del estanque Laguneta salen cuatro (4) tuberías, tres (3) de ellas son las líneas
principales de los sistemas de distribución actuales de los sectores El Tanque, Colinas,
El Pueblito, El Pardillal, Mataruca y El Tigrito. La otra tubería que sale del tanque es
de Ø 400 mm (16”) de H.F. que continua la distribución principal y después de unos
900 m se bifurca en dos tramos: uno de Ø 400 mm (16”) hacia el tanque Vista
Hermosa, 23 de Enero y La Estrella; el otro de Ø 300 mm (12”) que distribuye a los
tanques de Los Montes Verdes, Palo Alto, Los Eucaliptos, San Camilo y Santa Eulalia,
donde se alcanza el límite de la red alta (ver figura 4.2).
- 57 -
Figura 4.2. Acueducto del Sistema Panamericano. Fuente: [10]
Red Alta
Red Baja
- 58 -
4.2. Información Topográfica del Área de Estudio
Los sectores Pardillal, Mataruca y El Tigrito contienen un grupo de calles y
callejones poblados que presentan variaciones de altura en sus recorridos, que deben
ser consideradas como dato primordial en el diseño del sistema de abastecimiento de
agua.
Para poder analizar los perfiles de altura de las posibles trayectorias de la red a
diseñar es necesario conocer con detalle los límites del área de estudio y las
ubicaciones, con sus respectivos nombres, de calles, callejones y sub-sectores que allí
se encuentran.
En la figura 4.3 se muestra una representación gráfica de las calles y callejones
que componen los tres sectores en estudio, resaltando las calles con mayor número de
pobladores y más representativas de la zona. En esta figura se observa la línea que
determina al área de estudio, así como calles que requieren de un perfil topográfico
medido en campo. Como ya ha sido mencionado con anterioridad, es de notar que
para el área del Pardillal sólo se incluye una pequeña porción (callejón Los Nazo y
parte de las calles Pardillal y Nueva Esparta) ya que el resto de las zonas ya fueron
estudiadas en el proyecto anteriormente realizado por la Ing. Celina Matos [11]. Para
Mataruca se incluye toda su extensión: calle Mataruca Abajo, calle Las Monjas, La
Cooperativa Corcouvis, al acceso vía Las Monjas y el sector del Colegio Madre
Juliana. En el caso de las zonas que abarca el sector del Tigrito se habla de: calle
Anselmo Hernández, Los Castaños, Lomas de Taborda, callejón Las Flores, callejón
Los Rodríguez, Cañaveral, Sabaneta y la calle Principal Mataruca.
- 59 -
Calle Nueva Esparta
PARDILLAL
LAGUNETICA
La Alcabala
Calle Pardillal
Frigorífico “El Sitio”
Callejón Los Nazo
Calle Mataruca Abajo
Calle Ppal. Mataruca
MATARUCA
Área de Estudio
Cooperativa Courcovis
Calle Anselmo Hernández
Calle Las Monjas
Los Castaños
Acceso vía Las Monjas
EL TIGRITO
Callejón Los Rodríguez
Lomas de Taborda
Callejón Las Flores
Cañaveral
Sabaneta
Figura 4.3. Calles características y área incluida dentro del estudio. Fuente:
Propia.
- 60 -
Para efectos del estudio de campo, se considera como primera aproximación en
la trayectoria del sistema de distribución a diseñar, los recorridos que abarcan las
calles y callejones mostrados en la figura 4.3 dentro del área de estudio. En el proceso
de recolección de información se realizaron medidas de alturas y coordenadas en
puntos específicos, con el fin de establecer perfiles topográficos en éstas trayectorias.
El proceso de recolección de datos en campo está directamente vinculado con
el procedimiento de cálculo que se desea utilizar en la etapa de diseño. En el software
de simulación H2ONET 2.0 se deben definir puntos adecuadamente ubicados, que
van a determinar las características topográficas y de demanda de caudal por los
pobladores de la red. La medición de alturas y coordenadas en campo, que más
adelante se transformarán en nodos de simulación, se realizó siguiendo una serie de
criterios que van
en búsqueda de la armonía entre el trabajo de la toma de
información en campo, y la utilización de ésta para el diseño y análisis
computacional. Los criterios empleados en la medición en campo son:
•
Medición de todos los puntos que representan picos: cualquier condición en
el recorrido de una calle que presente un cambio de pendiente de descendente
a ascendente o viceversa, fue medido. Estos puntos son clave en la simulación
de la red ya que presentan resultados de condición hidráulica crítica en la
mayoría de los casos.
•
Distancia máxima 150 m entre punto y punto: el software que permite la
simulación recibe entradas de datos topográficos de forma puntual, arrojando
resultados de presiones en éstas mismas ubicaciones. Los puntos medidos en
campo más adelante se convertirán en nodos de simulación, por lo que definir
una distancia máxima entre ellos aumenta la cantidad de datos de entrada, los
resultados y con ello, el realismo en el diseño de la red.
•
Medición en todas las intercepciones y cruces: un reporte hidráulico debe
contener resultados en puntos característicos de la red, de entre los que se
encuentran los cruces de calles y callejones. Estos puntos pueden poseer
- 61 -
válvulas, curvas, cambios de sección, anclajes, tees, entre otros accesorios, por
lo que la determinación de su condición de presión debe ser obligatoriamente
realizada.
•
Medición en fin de calles y callejones: estos puntos representan en la mayoría
de los casos, los límites de la red de abastecimiento, por lo que deben ser
incluidos en la data y resultados en la simulación de diseño de la red.
El trabajo de campo realizado permitió la recopilación de los puntos que definen
la topografía de la zona. La tabla 4.1 muestra éstos datos, donde se observan los
puntos enumerados con su respectiva coordenada geográfica UTM, su cota y la
ubicación dentro del área de estudio establecida. Todos estos datos se rigen por los
criterios de medición antes expuestos.
Tabla 4.1. Levantamiento topográfico realizado en la zona. Fuente: Propia.
Coordenadas
Y (114…)
Cota(msnm)
ID
X (70…)
1
9570
2858
1405
2
9493
2723
1410
3
9409
2565
1410
4
9364
2393
1405
5
9282
2256
1396
6
9166
2128
1388
7
9133
2234
1374
8
9148
2278
1371
9
9251
2388
1366
10
9305
2452
1362
11
9261
2537
1359
Ubicación
Calle Mataruca
Frigorífico el sitio
Calle Mataruca
Frente a Pañales Higieka
Calle Mataruca
Casa verde portón verde oscuro
Calle Mataruca
Casa con portón color ladrillo
Calle Mataruca
Zona verde con derrumbe
“Y” Mataruca- El Tigrito
Vía Mataruca Abajo.
Zona verde
Qta. Araujania
Calle Nueva Esparta.
Zona verde
Calle Nueva Esparta. Cruce
callejón Los Nazo
Calle Nueva Esparta
Qta. Farallón
- 62 -
Coordenadas
Y (114…)
Cota(msnm)
ID
X (70…)
12
9059
2157
1353
13
9098
1956
1335
14
9039
1877
1330
15
8905
1886
1338
16
8853
1795
1320
17
8831
1703
1307
18
8712
1651
1309
19
20
8780
8832
1527
1630
1320
1336
21
8650
1650
1288
22
8570
1701
1260
23
9208
2389
1345
24
9098
2334
1344
25
8940
2304
1328
26
27
28
29
30
8888
9190
9154
9065
8978
2181
1948
1894
1791
1784
1328
1383
1389
1367
1375
31
8933
1810
1363
32
9180
1715
1409
33
9110
1609
1433
34
9105
1559
1428
Ubicación
Calle Mataruca Abajo.
Quinta amarilla. Zona Verde
Intercepción vía Las Monjas,
Pardillal y Mataruca Abajo
Calle Las Monjas
Qta. Marhan
Calle Las Monjas
Zona verde. Casa Mostaza
Calle Las Monjas
Cruce a casa
Calle Las Monjas
Entrada Madre Juliana. Cruce.
Calle Las Monjas.
Siembras
Colegio Madre Juliana
Casa Madre Juliana
Calle con Acceso desde
“Las Monjas”
“Las Monjas”
Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
(Portón de entrada)
Callejón Los Nazo (final de vía)
Bajando Calle Nueva Esparta
Calle vía Pardillal
Entrada a Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Final de carretera
Calle Anselmo Hernández con
Lomas de Taborda
Qta. Dilia
- 63 -
Coordenadas
Y (114…)
Cota(msnm)
1525
1433
ID
35
X (70…)
9097
36
9049
1420
1419
37
9239
1617
1416
38
9320
1492
1420
39
9165
1470
1420
40
8986
1296
1412
41
8962
1193
1402
42
8950
1161
1399
43
44
45
46
47
48
8908
8868
8825
8819
8794
8897
1301
1147
1847
1920
1883
1075
1380
1385
1323
1311
1304
1408
49
8880
0945
1402
50
8901
0951
1391
51
8928
0843
1389
52
53
54
55
8938
8675
8533
9274
0740
0439
0349
0472
1404
1370
1329
1378
56
9391
0282
1376
Ubicación
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
(Entrada al Barrio)
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Rancho Santa Barbara
Rancho Ávila
callejón Los Rodríguez
callejón Las Flores
Cooperativa Corcouvis
Cañaveral-Sabaneta zona Alta
(Entrada a finca)
Vía Sabaneta-Cañaveral
Vía Sabaneta-Cañaveral
Cruce “Y”
Cañaveral
Cañaveral
Cañaveral
Sabaneta
Sabaneta
“Y”
Para la observación grafica de los perfiles de altura consultar el Capitulo 5.
Diseño del Sistema de Distribución.
- 64 -
4.3. Sistema de Abastecimiento Actual del Sector
Para realizar un diseño que represente una mejora real al proceso de
suministro de agua de las tres (3) comunidades, es imprescindible estudiar las
características de la red operante y así determinar las causas que generan el problema
de servicio en la zona.
4.3.1. El Tanque Laguneta
Ubicado en el sector El Tanque, el Tanque Laguneta es el punto de partida en
los sistemas de distribución de agua potable de varias comunidades, de entre las que
se encuentran los tres (3) sectores en estudio.
El Estanque Laguneta es una unidad de almacenamiento superficial semienterrada en forma de paralelepípedo fabricado en concreto (ver figura 4.4), sin
compartimientos de separación interna y con una operación de entrada por salida,
que le otorga un nivel constante a cualquier hora del día mientras no se le exija un
volumen de situación de emergencia. Sus características técnicas son:
•
Elevación: 1470,5 msnm
•
Nivel Máximo: 4 m
•
Nivel Mínimo: 0,5 m
•
Nivel Constante: 1 m
•
Capacidad Máxima: 755.000 l
- 65 -
Figura 4.4. Tanque Laguneta. Vista Superior. Fuente: Propia
Este estanque tiene su operación regulada por un régimen de control de apertura
y cierre de las válvulas que lo componen. Las cuadrillas de operación de
HIDROCAPITAL Sistema Panamericano se encargan de esta labor, con el fin de
distribuir el líquido de forma equitativa y suplir la escasez que se origina por el alto
nivel de demanda que se ha desarrollado en la zona. Las operaciones de regulación,
así como un diagrama unificar que esquematiza la instalación hidráulica que
contempla el tanque se muestran en la tabla 4.2 y la figura 4.5 a continuación.
- 66 -
Tabla 4.2. Operaciones de regulación relacionadas con el tanque. Fuente: Propia.
N°
1
2
3
4
Regulación
Estrangulación de la tubería
de entrada al tanque Φ16”H.F
Apertura y cierre de las
tuberías de salida para El
Pueblito y Colinas Φ4”H.G
Tiempo de aplicación
Razón
Miércoles y sábado. Tres Servicio a los Nísperos y
(3) horas cada día
Rómulo
Abastecer a las zonas del
Cada 24 horas se cierra una
pueblito y Colinas de
y se abre la otra
forma alterna
Cuando
la
red
alta Abastecer a zonas no
Regulación en la salida del
presente alguna situación relacionadas
con
la
tanque Φ10”H.F
desfavorable
dotación directa del tanque
Apertura o cierre de la
Abastecer Calle Mirandaválvula de servicio en el
Cada dos (2) días
Pardillal o Zona Matarucafrigorífico “El Sitio”
El Tigrito
2
TANQUE LAGUNETA
Φ4”
Colinas
Φ16”
1
Rómulo y
Φ4”
3
Los Nísperos
Φ4”
El Pueblito
Φ10”
Φ2”
Φ4”
Zona adyacente al Tanque
Φ16”
Planta de tratamiento
Laguneta Q= 147 l/s
Φ2”
Calle Miranda,
El Pardillal
Φ4”
Φ4”
Φ4”
Vista Hermosa
4
Φ2”
Mataruca y
El Tigrito
Figura 4.5. Diagrama unificar de la instalación hidráulica del Tanque Laguneta.
Fuente: Propia.
- 67 -
La estrangulación que se realiza en la tubería de entrada al tanque de Ø 400
mm (16”) de H.F. se lleva a cabo con el uso de una válvula mariposa ubicada en una
tanquilla en los terrenos aledaños (ver figura 4.6). En esta misma tanquilla se ubica la
válvula de globo que regula la descarga del tanque de Ø 250 mm (10”) de H.F.
visualizada de color amarillo en la figura.
Figura 4.6. Válvulas de regulación en las tuberías de entrada y salida del
Tanque Laguneta. Arriba a la izquierda válvula mariposa de Ø 16”, abajo válvula de
globo de Ø 10”. Fuente: Propia.
El servicio para el Pueblito y Colinas es controlado en una caseta próxima al
tanque donde se ubican tres (3) válvulas de compuerta con volante de operación, las
cuales se intercambian en apertura y cierre para distribuir de modo alterno a las
comunidades a través de tuberías de Ø 100 mm (4”) de H.F. (ver figura 4.7).
Ubicada aledaña al local “Frigorífico El Sitio”, la válvula de servicio con dado
de operación de Ø 50 mm (2”) regula los sectores incluidos dentro del área de
estudio. Con una apertura o cierre cada dos (2) días, la válvula de compuerta permite
repartir el servicio entre la entrada del sector Pardillal (calle Miranda) y la calle
- 68 -
Principal Mataruca, ambos con tuberías principales de Ø 100 mm (2”) de H.F. Como
se observa en la figura 4.5, un ramal que sale de la tubería dirigida a la zona del
Pueblito se encuentra conectado a la alimentación principal de la zona del Pardillal.
Figura 4.7. Caseta de operación con válvulas de servicio para el abastecimiento
de las zonas del Pueblito y Colinas. Fuente: Propia.
El Tanque Laguneta posee tres (3) tuberías de salida de diámetros 10”, 4” y 2”
que se encargan de distribuir el servicio de agua potable a los sectores cercanos,
mientras que su salida principal de Ø 400 mm (16”) de H.F. lleva el caudal restante de
los 147 l/s por la tubería de entrada, a la zona donde se ubica el Tanque Vista
Hermosa a unos 900 m de distancia. En la figura 4.8 se puede observar las tuberías de
entrada y salida de Ø 16”, junto con la de Ø 10” que alimenta a las comunidades del
Pardillal, Mataruca, El Tigrito y parte del sector Vista Hermosa bajando por la vía
Lagunetica paralelo a la línea de Ø 16” también proveniente del tanque (ver figura
4.5).
- 69 -
Figura 4.8. Tuberías de entrada y salida principales de Ø 400 mm (16”), junto con la
línea de salida de Ø 250 mm (10”). Tanque Laguneta. Fuente: Propia.
4.3.2. Descripción de la Red
Como se explicó en el apartado anterior, del Tanque Laguneta sale una tubería
de Ø 250 mm (10”) de H.F. que después de recorrer unos 547 m por la carretera vía
Lagunetica, llega a su etapa de bifurcación en La Alcabala, donde el tramo se divide
en dos (2) tuberías de Ø 100 mm (4”) de H. F, uno que toma la dirección hacia el
Tanque Vista Hermosa y otro hacia el sur, en dirección de los sectores Pardillal,
Mataruca y El Tigrito.
Recorriendo unos 130 m desde La Alcabala, se alcanza el “Frigorífico El Sitio”,
punto de referencia importante para la zona y donde ocurre una nueva bifurcación de
tuberías de Ø 50 mm (2”) de H.G. Uno de los tramos toma el camino por la calle
Miranda para abastecer a la zona del Pardillal, en la extensión fuera del área que
comprende el presente proyecto; el otro tramo de Ø 50 mm (2”) de H.G. hace su
recorrido por la calle Principal de Mataruca, dentro del área de estudio y parte de lo
que se incluye como sector del Tigrito.
- 70 -
Después de recorrer la calle Principal de Mataruca (876 m), la tubería alcanza
el punto conocido como la “Y”, donde se bifurca nuevamente, ahora en dos (2)
tramos del mismo diámetro que el original.
Una tubería de Ø 50 mm (2”) de H.G. toma el camino vía Mataruca Abajo,
recorriendo 202 m hasta alcanzar la “Quinta Araujania”. En este punto existe uno de
los pocos medidores de la zona y es aquí donde se inician numerosas conexiones en
paralelo de Ø ¾” de H.G., que abastecen a la calle Mataruca Abajo y el callejón Los
Nazo (totalizando 445 m de recorrido de tuberías informales). La red formal de este
sector finaliza en la Quinta, el resto de tuberías informales tienen su límite en el final
de la calle Mataruca Abajo en el “punto triple” vía calle Las Monjas.
La otra tubería de Ø 50 mm (2”) de H.G. que parte de la “Y” toma la dirección
de la calle Anselmo Hernández en la zona del Tigrito. Después de alcanzar 460 m, la
línea tiene una reducción a Ø 1 ½” de H.G. para recorrer la zona más poblada del
sector, abasteciendo con tomas informales de Ø ¾” conectadas a la tubería a las
viviendas cercanas a la calle. Ya habiendo recorrido 325 m, la tubería de Ø 1 ½” de
H.G. pasa a una de Ø 1” de H.G. que se encargará de distribuir el servicio hasta a la
zona donde se derivan los callejones Las Flores y Los Rodríguez. De aquí en adelante
se continúa con un tramo de Ø ¾” de H.G. de más de 2030 m que abastece a los
sectores de Cañaveral y Sabaneta que finalizan la red. Los callejones de Los Castaños,
Lomas de Taborda, Las Flores y Los Rodríguez se abastecen con tuberías en paralelo
de no más de Ø ¾” de H.G. de colocación superficial.
En ciertos puntos de la red de distribución de los tres (3) sectores existen
condiciones favorables para la toma de presiones. A continuación se presenta la tabla
4.3 con valores de presión en lugares específicos dentro del área de estudio.
- 71 -
Tabla 4.3. Presiones medias en puntos de la red de abastecimiento actual de las
comunidades del Pardillal, Mataruca y El Tigrito. Fuente: Propia.
UBICACIÓN
Frigorífico El Sitio
(Lagunetica)
Quinta La Araujania
(Mataruca)
(El Tigrito)
Presión Disponible
[Psi]
[mca]
70
49,3
5
3,5
30
21,1
En la siguiente página se resume de manera gráfica las características del
sistema de distribución actual con la información detallada en los párrafos anteriores.
- 72 -
N
Tramo proveniente del
Tanque Laguneta
PARDILLAL
LAGUNETICA
Quinta
“La Araujania”
@ 5 PSI
@ 70 PSI
Bifurcación en “Y”
MATARUCA
@ 30 PSI
EL TIGRITO
Figura 4.9. Red de abastecimiento actual dentro del área de estudio. Fuente: Propia.
- 73 -
4.3.3. Problemáticas en la Distribución del Servicio
La red de distribución de agua potable encargada del suministro del servicio a
las comunidades del Pardillal, Mataruca y El Tigrito, ha alcanzado el fin de su vida
útil como consecuencia de diferentes factores que se han ido agravando en los
últimos años.
Para la mayor parte de la zona del Tigrito el servicio tiene su momento de
llegada cada ocho (8) días en horas altas de la noche, cuando los pobladores se ven en
la necesidad del llenado de sus tanques (los que lo poseen) para la subsistencia en los
siguientes días. Para las zonas de Cañaveral y Sabaneta, por ser los sectores más
alejados del punto de partida de la red (El Tanque Laguneta), se recibe el servicio más
precario de la zona del Tigrito, con temporadas de hasta treinta (30) días sin servicio
de agua potable. Estos ciclos de abastecimiento no poseen un carácter constante,
sabiendo que en ciertas épocas del año puede existir un suministro de agua aún
menos frecuente.
En el caso de Mataruca y El Pardillal, se tiene un servicio constante sólo en
algunas viviendas de la calle Mataruca Abajo y callejón Los Nazo, por tener
instalaciones informales directamente empalmadas en la tubería de Ø 50 mm (2”) de
H.G. que finaliza en la Quinta Araujania en Mataruca. El resto de las zonas de éstos
sectores no poseen redes de distribución alguna, obligando a los habitantes de la calle
Las Monjas, Cooperativa Courcovis, acceso vía Las Monjas, calle Pardillal y colegio
Madre Juliana, a buscar vías de abastecimiento alternas como camiones cisterna o
pozos subterráneos.
Las causas a nivel técnico, que tienen como consecuencia la ineficiencia en la
operatividad del acueducto actual encargado del abastecimiento de los tres (3)
sectores se resumen como:
•
Diámetros insuficientes para la alta demanda del sector, lo que se transforma
en altas pérdidas por fricción y grandes caídas de presión. Las pérdidas son
- 74 -
inversamente proporcionales al diámetro y directamente proporcionales a la
velocidad dentro del tramo de tubería (ver ecuación 8).
•
El gran número de tuberías en paralelo que impactan la tubería primaria,
agregando pérdidas locales y de fricción al sistema. El valor “k” de la ecuación
9 se ve incrementado por las conexiones en “tee” que empalman en la tubería
matriz.
•
La trayectoria actual del sistema de distribución no abarca toda la población
que requiere del servicio, trayendo como consecuencia que muchas viviendas
no cuenten con una instalación formal de agua potable.
•
La gran cantidad de tuberías rotas y fuera de sus años de servicio que
predomina en la zona.
•
La existencia de un número excesivo de llaves de paso instaladas por la misma
comunidad que además de agregar pérdidas locales que disminuyen las
presiones disponibles en la red, provocan conflictos entre los mismos vecinos
al existir un control en la distribución sin ninguna supervisión del ente
competente.
En las figuras 4.10 y 4.11 se pueden observar algunos ejemplos de la situación
actual del acueducto de la zona en estudio.
- 75 -
Figura 4.10. Conexiones informales múltiples de Ø ¾” de H.G. en paralelo. Calle
Mataruca Abajo. Sector Mataruca. Fuente: Propia.
Figura 4.11. Conexiones informales y tubería corroída de Ø 50 mm (2”) de H.G. Calle
Principal Mataruca. Sector El Tigrito. Fuente: Propia.
- 76 -
4.4. Características Demográficas de los Habitantes del Sector
Pardillal,
Mataruca
y
El
Tigrito
se
caracterizan
por
ser
poblados
principalmente de tipo dormitorio, conteniendo un porcentaje notoriamente superior
en viviendas, que en lo que respecta a comercios, zonas educativas, industrias o
servicios.
Para estas comunidades, el consumo del servicio de agua se lleva a cabo en
necesidades domésticas, con requerimientos mayoritariamente a tempranas horas de
la mañana (cuando la mayoría de las personas se preparan para ir a trabajar) y en
horas de la noche (cuando llegan a los respectivos hogares). Esta solicitud de agua
variable, principalmente por la condición de ciudad tipo dormitorio, se modela con el
uso de las curvas de demanda horaria que serán estudiadas en el capítulo Diseño del
Sistema de Distribución, más adelante.
Por otra parte, para la determinación del caudal requerido por la población
residente en los sectores, es de vital importancia el conocimiento del número de
habitantes, la ubicación geográfica de las viviendas y la tendencia de crecimiento que
ha registrado la población a lo largo de los años.
Con el uso de la información proporcionada por las Mesas Técnicas de Agua y
los censos realizados a los habitantes de los sectores, se presenta la tabla 4.4, que
contiene un resumen completo de las características demográficas requeridas en el
presente estudio. En la tabla se exhibe el denominado “ID de catastro”, número que
identifica a la vivienda dentro de los registros electrónicos del departamento del
mismo nombre, para así ser incluida dentro del listado de clientes nuevos de
HIDROCAPITAL. Adicionalmente se muestra el nombre de la familia o propietario
de cada vivienda en las comunidades, con excepciones donde se presenta el nombre
de la casa o Quinta según sea el caso. El siguiente renglón registra la ubicación en
calle, callejón o referencia para la unidad domiciliaria y finalmente, las últimas dos (2)
columnas, muestran la condición del servicio (CC: con servicio de agua, SS: sin
servicio de agua y EC: casa en construcción) junto con el número de personas que
- 77 -
habitan de forma fija el hogar. La información mostrada se separa en dos (2) sectores:
Mataruca y El Tigrito. Las viviendas correspondientes al sector del Pardillal fueron
censadas para el estudio anterior realizado por la Ing. Celina Matos [11], por lo que
para el presente diseño no se realizaron tablas nuevas, se utilizaran los registros ya
existentes.
estudio. MATARUCA. Fuente: Propia.
ID
cat
1
2
Familia ó Propietario
Ubicación
Cond
Calle Nueva Esparta con Mataruca abajo
Vía Mataruca abajo
CS
CS
Vía Mataruca abajo
CS
6
Vía Mataruca abajo
CS
5
Vía Mataruca abajo
CS
8
Calle Mataruca abajo
CS
SS
SS
4
2
3
CS
6
10
11
12
13
14
Lilian de Araujo. “La Araujania”
“Rancho Grande”
Sixta Irma de Parra
“Rancho Santa Bárbara”
“Nosotros”
Maria Enriqueta Paternita
“Martillito”
Maria Pastora Almeida “Los Carlos”
José Pablo Rodríguez
Luis Peña
Milagros González
“Bodega Barbarita”
Liliana Naranjo
Maria Perestrelo. N°125
Maria Fátima Perestrelo
Luis Hernández
María Graciela Castro
N°
Hab
3
Pard
CS
CS
CS
EC
SS
2
6
3
5
4
15
Iris Guerra
SS
1
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
María Perestrelo
María Perestrelo
José Manuel Dos Santos
Saúl Borges
Lorenzo Montilla
Enaida Flores
Leila Garrido
Nery Falcón
José Moniz
Pedro Manzanillo
Dinora Rodríguez
María Milagros Chacón
Franklin Díaz
Arsenio Moreno
María Elena Saavedra
Luis Álvaro Moreno
Douglas Horacio Carballo
Antonio Velasco
Calle Mataruca Abajo con Calle Las Monjas y Calle
Pardillal
Calle Pardillal
Calle Pardillal
Calle Las Monjas con Calle Pardillal
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Cooperativa Courcouis
Calle Las Monjas
Acceso por calle Las Monjas
CS
CS
SS
EC
SS
EC
EC
SS
EC
SS
SS
EC
SS
SS
SS
SS
SS
SS
4
3
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
4
6
3
8
5
3
3
4
5
6
7
8
9
- 78 -
estudio. MATARUCA. Fuente: Propia.
ID
cat
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
Ubicación
Cond
Parcela. S/N
Parcela. S/N
Parcela. S/N
Juana Arteaga
Parcela. S/N
Mario Da Silva
Rodolfo Rodríguez
José Luis Oropeza
“Colegio Madre Juliana”
Sara Villasmil Boscán
“Casa Madre Juliana”
Ana Centeno
Leonidas Oropeza
Rosa Rojas
José Omar Díaz. “Las Tres Marías”
Andry Díaz de Ribas
Argenis Raga
Gustavo Ávila
Soilí Ávila
José Ávila
Ana A. García
Saturnina Arelis Matamoros
Mario Dávila. “Quinta Marhan”
Mercedes Araujo
María Lambaz
Sol Ángel Betancourt
Yuly R. García
Trina García
Salomé García
Richard A. Barrios
María Elizabeth Barrios
Argemiro Barrios
Carmen Karelys Romero
Juan Bautista Fernández
Penso
Penso
Mirian Pérez de Arraíz
Joel Pérez
Zoila Rodríguez de Pérez
Rafael Penso
Carmen Penso
Francisca Emilia Barrios de Penso
Rafael Penso
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
N°
Hab
5
5
5
1
5
5
5
5
445
Calle Las Monjas
SS
12
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Mataruca abajo con. Calle Las Monjas
Después de la “Y” Vía Mataruca
SS
SS
EC
SS
SS
EC
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
CS
SS
SS
SS
SS
EC
EC
EC
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
EC
3
3
5
8
4
5
5
5
2
4
6
4
5
16
3
5
2
4
4
2
3
5
7
10
10
4
5
2
4
5
5
5
- 79 -
estudio. EL TIGRITO. Fuente: Propia.
Ubicación
Cond
S/N
S/N
Teodoro
Martínez
Iglesia
S/N
Méndez
Rodríguez
Modesto Báez
Antonio Godoy
Dispensario
Juana Cordero
Domínguez
Pestaña
Eliseo Osorio
Laura Sosa
Elisa Navas
Rosnary Rodríguez
Jorge Lovera
Hugo Alvarado Hernández
Gregoria Pavique
Pedro Rancel
José Omañas
Luilly Ferrera
Montaño Valderrama
Juan Ferreira
Garrafa
Madison
Obdulia Oropeza
Rodríguez
Araujo
Sra. Soila
Penzo
Penzo
Penzo
Penzo
Infante
Teresa de Abreu
Abreu
Rosa Hernández
Hernández
Gerardo Chinea
S/N
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
44
Betancourt
45
46
47
Molinares
Ángel
Rivas
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca. Bodega casa n°30
Calle Mataruca. Casa n°32
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca. Casa n°448
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca. “El Páramo”
Calle Mataruca. “El Paramito”
Calle Mataruca. Casa n°4 “Yexenia”
Calle Mataruca
Calle Nueva Esparta. Quinta “La Araujania”
Después de la “Y” vía Mataruca
Después de la “Y” vía El Tigrito
“Rancho Los Castaños”
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
N°
Hab
5
5
5
3
5
5
5
5
2
6
5
5
5
5
8
3
6
3
12
5
5
5
4
5
5
5
5
5
4
5
Salen en
cuadro
Mataruca
ID
cat
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
5
5
5
3
5
5
5
SS
3
SS
SS
SS
4
5
5
- 80 -
ID
cat
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
Ubicación
Cond
Molero
Morales Carrero
Martínez Méndez
Ernesto Vargas Chirinos
José Paoli
León
Paoli
Gordones
Gordones
Gordones
Quintero Morales
Díaz
Padrón
Blanca Zambrano. Familia Díaz
Jesús Quintana
Goliate
María Rondón
Jaime Peña
Rosa Quintero
Rosa Quintero
Navas
Hambers Blanco
Oswaldo Blanco
Diques
Maria Chirinos
Ochoa
Rivas
Pacheco
Luis Díaz
Medina
Pedro Blanco
Pedro Blanco
Urbano
Camacho
Virla Luis
Jaime Vieira
Chirinos
Julia Pérez
Freddy Ruiz
Fidelina Velásquez
Patricia Hidalgo
Barrios Julia
Barrios Julia
Barrios Julia
Sequera
Delgado
Alexandra Ramos
Edith Gutiérrez
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños. Casa n°03
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños. Casa n°05-B
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Calle Anselmo Hernández. Bodega
Calle Anselmo Hernández. “Santa Matista”
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
N°
Hab
5
5
5
4
2
5
5
5
5
5
4
5
5
10
5
5
9
4
14
5
5
5
4
5
6
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
6
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
4
5
- 81 -
ID
cat
96
Ubicación
Cond
José Cisnero
“Rancho Los Nísperos”
Calle Anselmo Hernández. “Fundació Piovongelli”
“Fundo Agrícola Los Pinos”
Calle Anselmo Hernández. “Rancho Ávila”
Las Flores
Las Flores. “Villa Rosangel”
Las Flores
SS
N°
Hab
4
SS
3
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
SS
5
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
25
5
5
5
5
5
5
3
5
5
4
5
5
5
4
5
5
5
3
5
5
6
6
5
4
5
5
5
4
97
Hector Escalona
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
Blanca Romero
Incolaza Rodríguez
León Blanco
León Blanco
Luis Pacheco
Alí Alfonso
Lino Romero
José Camacho
José Antonio Díaz
Virginia Duque
Nancy de Guevara
José Fajardo
Piovongelli
Oswaldo Guarena
112
Flor Sarmientos
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
Ávila Medina
Rosa Griman
Judith Griman
Antonio Griman
Ramón Rodríguez
Juan Camacho
Alicia González
Leidy Diana
Melesio Rodríguez
José Monterry
Pedro Rodríguez
José Suárez
Rosa Gavidia
Ramos
Carmen Santiago
Pedro Blandel
Luis Blondes
Edgar Romero
Elizabeth Morian
Israel Montero
Belén Meza
Aura Matos de Araujo
Pedro Reyes
Pedro Castellano
Manuel Meza
Erika Gómez
Carlos Laya
Javier Blanco Granadino
Navor Suárez
- 82 -
ID
cat
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
Ubicación
Cond
Nelly Briceño
Rafael Briceño
Pastora Villalobos
Lourdes Rojas
Chela Fuentes
Pedro Fuentes
Eduardo García
León
Eulalio Aruelo
Enrique Barrios
Ramon Marcano
Marcano Carrillo
Eduardo Blanco
Carlos Gómez
Víctor Moreno
Johan Joymayr
Ricardo Contreras
Agustín Camacho
María Valera de Rodríguez
Máxima Camacho
Carmen Nery
José Luis Nieves
Ángel Nery
Jorge Nery
Marcelo González
Ramón Márquez
Hermenegildo Barrios
José Barrios
Pedro Barrios
Gerardo Suárez
Sra. Vilma
Malariología
S/N
Américo Navarro
Víctor Zambrano
Nicolás Fioby
Gustavo Rodríguez
Tibisai Alcira Avilán
Mario Nery
S/N
S/N
Guillermo Salcedo
José Oropeza
Rafael Rondón
César Sánchez
Richard Torres
Padilla
Ana Goncalves
Las Flores.(Callejón de tierra)
Las Flores. (Callejón de tierra)
Las Flores (Callejón de tierra)
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Cañaberal
Sabaneta
Sabaneta
Sabaneta
Sabaneta
Sabaneta
Sabaneta
Sabaneta. “Hacienda Quiripital”
Las Flores
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
EC
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
N°
Hab
4
5
5
4
5
1
5
5
5
5
5
5
5
3
4
5
5
5
7
4
5
5
5
5
6
5
5
5
5
3
5
5
5
5
6
2
1
5
5
5
5
2
5
5
5
5
5
5
- 83 -
ID
cat
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
Rafael
Capoto
Florencio Avilán Jermán Barrios
Sra. Silvia
Romer Seijas
Otilio Ruiz
Escalona Petra
Maribel Taborda
Josefina Díaz
Yaneth Ramírez
Aleja López
Margot Ramírez
Hortencia Ortega
Eufemia Páez
Tomás Taborda
Juan Taborda
Marisol Taborda
Anais Taborda
Basilisa Zerpa
Jesús Carrero
Pedro Ortega
Pablo Ramírez
Pedro Sifontes
Magali Ortega
Fernanda Rodríguez
José L. Ortega
Maribel Ortega
Fernando Rodríguez
Alberto Díaz
Velasco Pérez
María Suárez
Herminio Contreras
Flor Rodríguez
Félix López
Rosa Rancel
Laura Taborda
Romelia Ramírez
Rosa de Conde
Alí Sandoval
Lucio Taborda
Rubén Espinoza
Artiga Negrín
233
Carmen Guerra
234
235
236
Ledezma Marrero
Carlos Chong
Luis Chong
Ubicación
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
SIN VIVIENDA ASIGNADA
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Callejón de Tierra. Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Callejón de Tierra
Lomas de Taborda “Mi conchita”
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
N°
Hab
5
5
16
5
5
2
5
5
7
5
5
5
6
5
5
5
5
4
5
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
5
7
5
5
5
5
5
16
5
5
5
4
5
5
5
7
6
5
4
5
5
3
5
SS
5
SS
SS
SS
5
9
5
Cond
- 84 -
ID
cat
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
Ubicación
Cond
Abelino Papaya
Alfredo Camacho
Omar Chacón
Cacique
Camacho
Marcos Sánchez
Marcos Sánchez
Damelis Sánchez
Marco Sánchez
Alecia Méndez de Quintero
Jesús Rodríguez
Francisco Gerik
Martina Torres de Centeno
Isabel Rodríguez de Navas
Justina Yánez de García
Basconselo
Freddy Hurtado
Antonio Goncalves
Américo Telo
Ana Rodríguez
S/N
Rogelio Salas
Ana María Salas
Alexis Álamo
Jorge Álamo
Obdulia Oropeza
María Álamo
Zulay Blanco
Yomaira Tinedo
Alba Rivera
Armando Lebrún
Gustavo Parra
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
SS
SS
SS
SS
SS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
CS
SS
SS
SS
SS
SS
N°
Hab
5
5
5
5
5
5
5
3
5
2
5
4
7
4
4
5
5
2
4
4
5
2
4
3
5
5
35
5
5
7
5
1
Registradas todas las viviendas que van a demandar servicio de la red con sus
respectivos nombres, ubicación y habitantes, se procede a presentar la tabla 4.6 que
totaliza el número de viviendas y población para cada sector. Nótese que el “ID de
catastro” que enumera las viviendas en la tabla 4.5 no corresponde con el valor total
de las mismas presentado en la tabla 4.6; esto se debe a que muchas casas
enumeradas fueron eliminadas de la cuenta total por estar registradas para otro
sector ( viviendas en la frontera de dos (2) sectores por ejemplo) o por pertenecer a
- 85 -
una misma familia con requerimientos de una sola toma, lo que obliga a ser
consideradas como una sola unidad de consumo para efectos del diseño del
acueducto.
Tabla 4.6. Total de viviendas y habitantes dentro del área de estudio. Fuente: Propia.
SECTOR
Pardillal
Nº. VIVIENDAS
10
Nº. HABITANTES
185
Mataruca
74
796
El Tigrito
261
1340
TOTAL
345
2321
Organismos encargados del estudio demográfico de los asentamientos
humanos poseen valores de comportamiento y tendencia en el crecimiento que
pueden ser de mucha utilidad en análisis técnicos relacionados con este ámbito.
Según el estudio realizado por el Plan de Desarrollo Urbano Local Los Teques – San
Pedro (PDUL) [10], los sectores Lagunetica, Las Guamas, Rómulo Gallegos y Colinas
de Ángel poseen un comportamiento de crecimiento mostrado en la tabla 4.7
calculado a partir del censo de 1997, el último realizado en la zona (los sectores se
denotan con el número 18 en los resultados del PDUL).
Tabla 4.7. Población y crecimiento poblacional tendencial Los Teques- San
Pedro para el sector “18”. Fuente: [10]
SECTOR
18
POBLACIÓN [Años]
1997
2002
%i
2007
%i
2012
%i
2017
%i
14770
15059
0,40
16190
0,92
16859
0,88
17080
0,73
Si se asume que el comportamiento de crecimiento para los sectores en estudio
es similar al del sector Lagunetica debido a las condiciones geográficas y
- 86 -
demográficas que comparten, usando los resultados del PDUL se puede realizar una
curva que defina el comportamiento para la zona. La figura 4.12 muestra dicha
tendencia demográfica.
17500
16859
17000
N° Hab
16500
17080
16190
16000
15500
15000
14770
15059
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
14500
Años
Figura 4.12. Tendencia de crecimiento poblacional para los sectores de Pardillal,
Mataruca, El Tigrito y aledaños. Fuente: [10]
En la curva se aprecia una tendencia de crecimiento futura a partir de los
censos realizados en 1997 por PDUL. Observando las tasas de crecimiento
determinadas por el organismo, se puede notar un aumento violento a partir del año
2002 hasta el año 2012, donde el comportamiento se estabiliza con una pendiente
mucho menos pronunciada. Según este modelo, la población de los sectores en
estudio aumenta un 15,6% con respecto a la última fecha de censo (1997).
- 87 -
Capítulo 5
Diseño del Sistema de Distribución de Agua Potable
En este capítulo se procede a explicar el procedimiento sistemático de diseño
que llevó a la obtención de la solución final.
Una vez establecido el procedimiento para la realización del proyecto,
identificado el problema a nivel de detalle y recopilados los datos de campo
requeridos, se procede a la realización del diseño correspondiente al área de estudio.
Para la obtención de la propuesta definitiva, fue necesario un análisis
hidráulico con el apoyo del Software H2ONET 2.0, usando los datos de campo
recaudados. Este programa, el cual se maneja en un ambiente AutoCAD que permite
la esquematización de la red, utiliza las ecuaciones de Bernoulli (Ec. 7), conservación
de la masa (Ec. 5] y Hazen – Williams (Ec. 8), en un procedimiento iterativo, para la
obtención de las variables hidráulicas que definen la condición de la red a cada hora
del día.
La herramienta computacional requiere básicamente de dos (2) entradas: los
nodos y los tramos de tubería. Ambos tipos de elementos utilizan la información de
campo levantada, junto con otros cuantos datos que deben ser calculados con ayuda
de las teorías de la mecánica de fluidos, estudios poblacionales y el criterio del
diseñador. Para información detallada en el uso y alcances del H2ONET 2.0 consultar
el Apéndice A.
Por otra parte, el diseño no puede estar completo sin la aplicación de un
criterio que lo evalúe y le proporcione validez. Con los resultados del programa ya
obtenidos, se procedió a la evaluación de éstas variables con el uso de razonamientos
ingenieríles que fueron establecidos previamente por el diseñador, con la ayuda de la
información proporcionada en el proceso de documentación bibliográfica, la
- 88 -
CAPITULO 5. Diseño del Sistema de Distribución de Agua
normativa vigente de HIDROCAPITAL y los conocimientos técnicos adquiridos a lo
largo de los años.
A continuación se explica este proceso de diseño partiendo del establecimiento
de la trayectoria, la creación de nodos y tramos de tubería y el establecimiento de la
curva horaria, todos como datos de entrada para la simulación hidráulica. En puntos
seguidos se describen los criterios de diagnóstico finalizando con la presentación de
las propuestas, que contemplan la solución final.
5.1. Definición de la Trayectoria de la Red
Para comenzar a definir las líneas de tubería, se procede a un trazado sobre el
plano de los sectores que identifican las futuras trayectorias de la red dentro del área
de estudio. En primer lugar, es importante destacar que el punto de inicio del diseño
es un empalme que se pretende realizar sobre la tubería de Ø 200 mm (8”) de H.F.
correspondiente a la primera etapa del sistema de distribución diseñado por la Ing.
Celina Matos [11]. El punto geográfico exacto es el mostrado en la tabla 4.1 como ID
topo 1 con coordenadas x: 709570, y: 1142858, cota: 1405 msnm, ubicado en el ya
mencionado “Frigorífico El Sitio” en los límites del sector Lagunetica. A partir de aquí
se bifurcan las calles Miranda y Principal de Mataruca, la primera, toma la dirección a
la zona norte del sector Pardillal, con los recorridos pertenecientes al proyecto de la
Ing. Matos; la segunda calle, determina el recorrido inicial de la red correspondiente a
este estudio.
En las siguientes líneas se presentan los tres (3) criterios que permitieron
definir de una forma objetiva y justificada, la trayectoria de la red de distribución
presentada en la figura 5.1.
1. Los recorridos de la red están limitados a las trayectorias de calles y
callejones en los sectores. Los asentamientos humanos en la mayoría de los
- 89 -
sectores de los Altos Mirandinos poseen calles o callejones con viviendas a no
más de cinco (metros) de distancia, por lo que las carreteras sirven de gran
ayuda para recorridos de red. Otra razón para esta medida es la facilidad que
se presenta en la colocación de los tramos cuando se trabaja en vías
acondicionadas topográficamente como lo son las calles, junto con la
maquinaria
y
tecnología
con
la
que
cuentan
las
contratistas
de
HIDROCAPITAL o la empresa misma, para la realización de este tipo de
obras.
2. El sistema de distribución recorre todas las calles y callejones con más de
dos (2) viviendas en toda su extensión. Por ser una zona agrícola con
posibilidades de expansión, la colocación de tuberías nuevas en todas estas
ubicaciones es una acción necesaria. Colocar una línea de tubería de Ø 75 mm
(3”) (la de diámetro menor a utilizar) en callejones con dos (2) viviendas o
menos resulta en una sobrestimación económicamente no procedente.
3. Las trayectorias del acueducto actual sirven de patrón de partida para los
trazados de las propuestas que contienen la mejora. Si bien el sistema de
distribución actual está obsoleto e inservible, sus recorridos presentan una
realidad de consumo y necesidad existente en la zona. Para la determinación
de las trayectorias nuevas, es importante considerar las anteriores y en la
medida de lo posible conservarlas, mientras contengan caminos con
factibilidad en la realización de una obra de la magnitud requerida por el
proyecto.
Como se mencionó, en la figura 5.1 se presenta la primera aproximación en la
trayectoria de la red de distribución requerida, junto con la trayectoria del sistema
diseñado por la Ing. Celina Matos Medina (1era y 2da etapa) y la línea de tubería que
- 90 -
alimenta a ambas redes proveniente del Tanque Laguneta. En negro, la tubería de Ø
250 mm (10”) de H.F. existente en el sector, proveniente del tanque. En rojo, la red
que comprende la 1era y 2da etapa, con su punto de empalme a la tubería del tanque
en “La Alcabala”. En azul se presenta la trayectoria de la red que comprende el área
de estudio, con su respectivo empalme al proyecto anterior en el punto donde se
ubica el frigorífico “El Sitio. El sistema de distribución es del tipo ramificado.
- 91 -
N
Trayectoria
de
la
red
de
abastecimiento ya diseñada. 1era y
2da etapa. (En construcción)
Trayectoria de la tubería de Ø 10” de
H.F. proveniente del Tanque Laguneta.
(Existente)
LAGUNETICA
“La Alcabala”
PARDILLAL
(Punto de empalme con
la 1era etapa)
MATARUCA
Trayectoria propuesta en el presente
estudio. (Primera aproximación)
EL TIGRITO
Figura 5.1. Primera aproximación en la trayectoria de la red correspondiente a los tres
(3) sectores. Fuente: Propia.
- 92 -
5.2. Nodos de Simulación
Los nodos son elementos de entrada por el usuario en H2ONET 2.0 que poseen
múltiples funciones dentro de la simulación. En estos puntos se introducen los
valores topográficos, el patrón de dotación horaria y el caudal demandado por la
población en el área aledaña a su ubicación. En éstos elementos se registra la
demanda de los usuarios medida en litros por segundo (l/s) y en cierta forma, se
representan las tomas domiciliarias que se empalman a la tubería matriz.
Los resultados de los estados de presión para las redes diseñadas corridas en
las simulaciones se muestran para los nodos, por lo que sus ubicaciones y datos de
entrada deben ser establecidos con precisión y buen criterio técnico.
5.2.1. Ubicación de nodos
Para el establecimiento de la ubicación de los nodos se realiza un proceso de
transformación de los puntos medidos en el estudio topográfico mostrado en la tabla
5.1, donde se desechan ciertas coordenadas con sus respectivos valores, que no
aportaban información relevante. Este proceso se realiza usando criterios basados en
la observación directa en campo y conociendo la necesidad de representar los perfiles
de altura en el programa, empleando los nodos que definan de la forma más realista
la situación física.
En la tabla 5.1 se observan los puntos medidos en el proceso de recolección de
información de campo denotados como “ID topo”, seguidos de una columna (ID sim)
que asigna los números de identificación de éstos puntos topográficos para la entrada
del software.
Nótese que para algunos valores topográficos no existe número de nodo de
simulación asignado. Las razones del descarte de éstos puntos vienen dadas por
diferentes razones resultadas de la observación en campo, las cuales se agrupan en el
recuadro denotado como tabla 5.2.
- 93 -
Tabla 5.1. Creación de nodos de simulación a partir de puntos topográficos.
Fuente: Propia.
Sistema de coordenadas UTM (m)
Cota
X
Y
(msnm)
ID
topo.
ID sim.
1
1010
709570
1142858
1405
2
3
4
5
6
7
1020
1030
1040
1050
1060
709493
709409
709364
709282
709166
709133
1142723
1142565
1142393
1142256
1142128
1142234
1410
1410
1405
1396
1388
1374
8
1070
709148
1142278
1371
709251
1142388
1366
709305
1142452
1362
709261
1142537
1359
9
10
1080
11
12
1120
709059
1142157
1353
13
1130
709098
1141956
1335
14
15
16
1140
1150
1170
709039
708905
708853
1141877
1141886
1141795
1330
1338
1320
17
1180
708831
1141703
1307
18
1190
708712
1141651
1309
19
1200
708784
1141529
1320
20
1210
708832
1141630
1336
21
1230
708650
1141650
1288
708570
1141701
1260
22
23
24
25
26
1090
1100
1110
709208
709098
708940
708888
1142389
1142334
1142304
1142181
1345
1344
1328
1328
27
1240
709190
1141948
1383
28
29
30
1330
1340
1350
709154
709065
708978
1141894
1141791
1141784
1389
1367
1375
Ubicación
Calle Mataruca
Frigorífico el sitio
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
“Y” Mataruca-El Tigrito
Vía Mataruca Abajo
Vía Mataruca Abajo
Quinta Araujania
Calle Nueva Esparta
Calle Nueva Esparta
Callejón Los Nazo
Calle Nueva Esparta
Quinta Farallón
Intercepción Triple
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Bajada de Tierra
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas
Colegio Madre Juliana
Calle Las Monjas
Casa Madre Juliana
Límite de red
“Las Monjas”
Límite de red
“Las Monjas”
Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
Calle vía Pardillal
Entrada Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
- 94 -
Tabla 5.1. Creación de nodos de simulación a partir de puntos topográficos.
Fuente: Propia.
Sistema de coordenadas UTM (m)
Cota
X
Y
(msnm)
ID
topo.
ID sim.
31
1360
708933
1141810
1363
32
1250
709180
1141715
1409
33
34
35
1260
1270
1280
709110
709105
709097
1141609
1141559
1141525
1433
1428
1433
36
1290
709045
1141420
1419
37
1370
709239
1141617
1416
38
39
40
1380
1390
1300
709320
709165
708986
1141492
1141470
1141296
1420
1420
1412
41
1310
708962
1141193
1402
42
1320
708950
1141161
1399
43
44
1400
1410
708908
708868
1141301
1141147
1380
1385
45
1160
708829
1141846
1323
708819
708794
708897
708880
708901
708928
708938
708675
708533
709274
709391
1141920
1141883
1141075
1140945
1140951
1140843
1140740
1140439
1140349
1140472
1140282
1311
1304
1408
1402
1391
1389
1404
1370
1329
1378
1376
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
1220
1420
1430
1440
1450
1460
1470
1480
Ubicación
Los Castaños
Límite de red
Entrada Lomas de Taborda
Entrada Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Entrada a la Montaña
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Los Rodríguez
Las Flores
Calle Las Monjas
Vía Cañaveral-Sabaneta
“Y” Cañaveral-Sabaneta
Cañaveral
Cañaveral
Cañaveral
Sabaneta
Sabaneta
- 95 -
Tabla 5.2. Razones que justifican la eliminación para la simulación de algunos
puntos medidos en campo. Fuente: Propia.
ID topográfico
7
9
11
22
26
46
48
49
Razón de eliminación
Representa una redundancia en cuanto a la definición del perfil
topográfico. Los puntos de la “Y” y “La Araujania” están
suficientemente próximos, no se requiere un nodo intermedio.
Es sus proximidades existe un densidad poblacional muy baja (una
casa). La pendiente del terreno es constante, por lo que el punto no
representa un cambio importante en la topografía.
Es un punto de verificación. Su ubicación está fuera de los límites
del proyecto.
No hay razón para continuar con acueducto formal hasta este
punto. La densidad poblacional es baja. Se propone uso de tomas
de pequeño diámetro.
No existen viviendas en este sector. En caso de existir
asentamientos poblacionales en el futuro, el abastecimiento es
posible desde el punto ID topo: 25.
La propuesta de trayectoria de la red no abarca la ubicación de este
punto ya que no existe la necesidad de realizar este recorrido para
abastecer a esta zona..
La densidad poblacional es muy baja (dos viviendas). No se
requiere nodo de simulación o acueducto con tuberías principales
para este punto.
Existe una baja densidad poblacional en los alrededores (una
vivienda), por lo que no se requiere trayectoria de red principal. En
caso de aumentar los asentamientos poblacionales en el futuro, el
abastecimiento es posible desde el punto ID topo: 51.
Con la topografía de entrada a la simulación definida, ya es posible presentar
los perfiles de altura de las calles que abarcan la zona de estudio. Las figuras 5.2, 5.3 y
5.4, muestran las trayectorias en función de la cota, de las calles más representativas y
con mayor longitud de las encontradas en las comunidades en estudio. En estos
gráficos se pueden notar los picos de pendientes de ascendentes a descendentes que
podrían presentar presiones bajas en los resultados de la simulación, junto con los
picos de pendientes descendentes a ascendentes que al contrario de los otros, podrían
- 96 -
resultar en presiones muy elevadas fuera de los rangos establecidos. Por lo antes
expuesto, estas figuras proporcionan los primeros indicios de los que van a ser los
nodos críticos de la red.
1415
1440
1410
1430
Cota (msnm)
Cota (msnm)
Calle Principal Mataruca
1405
1400
1395
1390
1420
1410
1400
1390
1385
0
200
400
600
800
1380
1000
0
200
Distancia (m)
400
600
800
1000
1200
Distancia (m)
Figura 5.2. Perfiles topográficos de las calles características. El Tigrito. Fuente: Propia.
Calle Las Monjas
1340
1375
1370
1365
1360
1355
1350
1345
1340
1335
1330
1335
Cota (msnm)
Cota (msnm)
1330
1325
1320
1315
1310
1305
0
100
200
300
Distancia (m)
400
500
0
200
400
600
800
1000
Distancia (m)
Figura 5.3. Perfiles topográficos de las calles características. Mataruca. Fuente: Propia.
- 97 -
Callejón Los Nazo
1365
Cota (msnm)
1360
1355
1350
1345
1340
1335
1330
1325
0
100
200
300
400
500
600
Distancia (m)
Figura 5.4. Perfil topográfico de la calle característica. El Pardillal. Fuente: Propia.
5.2.2. Cálculo de dotaciones
Las dotaciones que demandan los pobladores de la región, son una de las
cantidades más importantes dentro del proceso de simulación hidráulica. El caudal
que va a circular por cada línea de la red, así como el que va a ser extraído del
estanque, está definido por la suma de los consumos que efectúan los habitantes
usuarios del sistema de abastecimiento.
Para ser introducidas en el programa, las dotaciones deben ser calculadas para
cada nodo de la red. El proceso de determinación en el consumo, está compuesto por
una serie de pasos que dependen de la normativa, el criterio del diseñador y las
características de la población. Antes de explicar este procedimiento, se procede al
análisis poblacional.
5.2.2.1. Estimación de la población futura dentro del período de diseño
Utilizando los puntos que muestran el crecimiento poblacional en la zona de
estudio reflejados en la figura 4.12, se realiza un ajuste polinómico de grado cuatro (4)
buscando una ecuación que modele el comportamiento demográfico. La curva
presentada en la figura 5.5 es el resultado, línea de tendencia con un comportamiento
- 98 -
coherente para valores superiores a 2002. Antes de este año, la curva presenta un
descenso que podría interpretarse como un decaimiento en el crecimiento, cosa que
no ocurre realmente en un proceso de expansión poblacional en comunidades de este
tipo, en otras palabras, el ajuste polinómico presentado en la gráfica se cumple para
todo año mayor al 2002.
y = 0,0879x4 - 4,7261x3 + 80,735x2 - 326,88x + 15021
17500
17000
N° Hab
16500
16000
15500
15000
14500
0 1 2
3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Delta de años con respecto a 1997
Figura 5.5. Ajuste polinómico para la tendencia de crecimiento poblacional de
los sectores en estudio. Fuente: Propia.
En la figura 5.5 se observa que la ecuación arrojada del ajuste polinómico es:
P( X ) = 0,0879 x 4 − 4,7261x 3 + 80,735 x 2 − 326,88 x + 15021
(Ec 10)
Donde:
P( X ) …población en función del delta de años en estudio dada en número de
habitantes [hab.]
- 99 -
x … diferencia entre el año en el que se desea el número de habitantes (Ad) y la fecha
del último censo realizado por el PDUL (1997). Este valor se expresa como:
x = Ad − 1997
(Ec 11)
Utilizando la ecuación 10 se calcula la estimación de la población para el
presente año (2005):
x = 2005 − 1997 = 8
4
3
2
P(8 ) = 0,0879(8) − 4,7261(8) + 80,735(8) − 326,88(8) + 15021 = 15513 hab
Es importante aclarar que este número de habitantes no corresponde con la
población beneficiada del acueducto. Hay que recordar que el comportamiento de la
curva está determinado con censos realizados no sólo a las comunidades dentro del
área de estudio, también se incorporan zonas aledañas. A continuación se le da la
utilidad a este valor, calculando el porcentaje de incremento de la población desde el
año 2005 a los horizontes de diseño.
•
Estimación del incremento de la población al 2015
Utilizando la ecuación 10 y 11, se calcula la población para el 2015:
x = 2015 − 1997 = 18
P(2015 ) = 16960 Hab
Para calcular el porcentaje de incremento con respecto al 2005:
- 100 -
∆P2005→2015 = 16960 − 15513 = 1447 Hab
% I 2015 =
•
1447 × 100
= 9,33%
15513
Leyendo directamente el punto final de la curva de la figura 5.5:
P(2017 ) = 17080 Hab
Calculando el porcentaje de incremento con respecto al 2005:
∆P2005→2017 = 17080 − 15513 = 1567 Hab
% I 2017 =
•
1567 × 100
= 10,10%
15513
Por ser un año que se encuentra fuera del alcance del estudio del Plan de
Desarrollo Urbano Local Los Teques-San Pedro, se utiliza el método de estimación
geométrico (ecuación 1) para calcular la población a este horizonte:
P2025
 0,73  
= 14770 
 + 1
 100  
2025 −1997
= 18106 Hab
∆P2005→2025 = 18106 − 15513 = 2593 Hab
- 101 -
% I 2025 =
2593 × 100
= 16,72%
15513
5.2.2.2. Pasos para la determinación de las dotaciones
El procedimiento de cálculo de las dotaciones para cada nodo de simulación es
resumido en la tabla 5.3. La primera columna muestra el nodo con su identificación
numérica asignada para la simulación hidráulica, la segunda, las viviendas asignadas
a ese nodo por encontrarse dentro de su área de acción. Las siguientes cuatro (4)
columnas muestran los habitantes que incluye ese nodo para el año 2005 y los años
2015, 2017 y 2025. Más adelante se reúnen las dotaciones teóricas y real de cada
elemento con las respectivas viviendas asignadas.
Es importante resaltar que los nodos 1115, 1610 y 1620 fueron incluidos
posteriores a las corridas computacionales de diagnóstico. Las razones de esta acción
son explicadas en el apartado “Redes Propuestas” del actual capítulo.
El procedimiento paso a paso empleado para el cálculo de las dotaciones se
explica como:
1. Asignación del área de influencia de cada nodo:
Para cada ubicación puntual se asigna un área de influencia de 3,5 ha
aproximadamente. Todas las viviendas o instituciones (un colegio) contenidas dentro
de esta área para un determinado nodo, tendrán un caudal de consumo o de “salida”
de la tubería en este punto. Con ayuda de los croquis de las mesas técnicas de agua
(MTA) y los planos del área de estudio, se asignan las viviendas, identificadas con su
“ID Cat” mostrados en las tablas 4.4 y 4.5. En la tabla 5.3 se muestran las viviendas
que consideran cada nodo usando una clasificación de colores para la diferenciación
- 102 -
entre los sectores (viviendas en azul: El Tigrito, verde: Mataruca y naranja: El
Pardillal).
2. Aplicación del aumento porcentual poblacional para los años 2015, 2017 y
2025 a los habitantes de cada nodo:
Empleando la tendencia de crecimiento de la población residente en los sectores
para los posibles períodos de diseño (2015, 2017 y 2025), se calcula el número de
habitantes para cada nodo usando los datos demográficos de las tablas 4.4 y 4.5,
conociendo los “ID de catastro” asignados en el paso anterior. A la población actual
se le aplican crecimientos de 9,33 % para el año 2015, 10,10% para el 2017 y 16,72%
para el año 2025. El número de habitantes para el 2005, 2015, 2017 y 2025 se registran
en la tabla 5.3 en las columnas 3, 4, 5 y 6 respectivamente.
3. Determinación de la demanda teórica del nodo en litros por segundo (l/s):
Se asigna a los usuarios de la red una dotación doméstica de 250 l/persona/día según
la tabla 2.1, por ser comunidades en las que predomina el consumo de agua para las
necesidades en el hogar. Para el nodo 1200 existe una excepción por tratarse de una
unidad educativa, por lo que se le asigna la dotación educacional (70
l/estudiante/día). Por tratarse de una población de tendencia de crecimiento lento a
partir del año 2012, y bajo el asesoramiento de la Gerencia del Sistema Panamericano,
se toma como horizonte de diseño el período comprendido hasta el año 2025. Con las
consideraciones expuestas, se aplica la ecuación 2 que resulta en la dotación media de
cada nodo, denominado como demanda teórica en la tabla 5.3.
4. Cálculo de la dotación real correspondiente a cada nodo:
Para finalizar el procedimiento, se aplica un incremento porcentual a modo de factor
de seguridad, que tiene su razón por las pérdidas causadas por el mal uso del servicio
por parte de los usuarios o problemas técnicos en los tramos de tuberías (derrames,
- 103 -
rupturas, acumulación de incrustaciones, etc.). El valor asignado es de 30% de la
dotación teórica como incremento, llamando a la nueva dotación “real”. Este valor va
a ser introducido directamente
en el proceso de simulación realizado por el
programa.
Tabla 5.3. Cálculo de dotaciones pertenecientes a cada nodo de simulación. Fuente:
Propia.
ID
ID de catastro asignados
1010
Sin demanda
1,2,3,4,5,6,257,258,259,260,261,262,
263
7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,246,
247,248,249,250,251,252,253,254,255,256
18,19,20,21,22,242,243,244,245
23,24,25,26,27,28,29,30
69,70,71,72,73,74,75,37,38,39,241
1,3
82,83,84
85,86
87,88
89, 90
71
4,5,6,7,8,67,68
9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,57,58,
59,60, 61,62,63,64,65,66
50,51,52,53,54,55,56
19,45,46,47,48,49
20
44
28
41
42 (colegio)
43
21,22,23,24,25,26,27
29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40
40,41,42,43,44
81,82,83,84,221
85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,
96,195,196,208,210,220
97,98,190,191,192,193,194
99,100,101,188,189
108,109,110,111,183
112,113
114,115,116,128,182
129,148,149,150,151,152
45,46,47,48,49,77,78,79,80
50,51,52,53,54,55,56,57,73,74,75,76
1020
1030
1040
1050
1060
1070
1080
1090
1100
1110
1115
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1210
1220
1230
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1300
1310
1320
1330
1340
0
Dot.
Teo.
l/s
0,0000
Dot.
R.
l/s
0,0000
97
103
0,2980
0,3874
13
110
111
118
0,3414
0,4439
22
48
38
50
9
45
45
45
45
5
42
52
42
55
10
49
49
49
49
5
46
53
42
55
10
50
50
50
50
6
46
56
44
58
11
53
53
53
53
6
49
0,1620
0,1273
0,1678
0,0318
0,1533
0,1533
0,1533
0,1533
0,0173
0,1417
0,2106
0,1655
0,2182
0,0414
0,1994
0,1994
0,1994
0,1994
0,0226
0,1843
9
8
11
2
3
2
2
2
1
7
89
97
98
104
0,3009
0,3912
20
31
30
5
3
4
5
445
12
35
56
21
26
34
33
5
3
4
5
445
13
38
61
23
28
34
33
6
3
4
6
445
13
39
62
23
29
36
35
6
4
5
6
445
14
41
65
25
30
0,1041
0,1012
0,0173
0,0115
0,0144
0,0173
0,3605
0,0405
0,1186
0,1880
0,0723
0,0868
0,1354
0,1317
0,0226
0,0150
0,0188
0,0226
0,4687
0,0527
0,1542
0,2445
0,0940
0,1128
7
6
1
1
1
1
1
1
7
12
5
5
75
82
83
88
0,2546
0,3310
17
44
25
22
30
25
30
44
56
48
27
24
33
27
33
48
61
48
28
24
33
28
33
48
62
51
29
26
35
29
35
51
65
0,1475
0,0839
0,0752
0,1012
0,0839
0,1012
0,1475
0,1880
0,1918
0,1091
0,0978
0,1317
0,1091
0,1317
0,1918
0,2445
7
5
5
2
5
6
9
12
Pob
2005
Pob
2015
Pob
2017
Pob
2025
0
0
0
88
96
101
- 104 -
Viv.
0
Tabla 5.3. Cálculo de dotaciones pertenecientes a cada nodo de simulación. Fuente:
Propia.
ID
1350
1360
1370
1380
1390
1400
1410
1420
1430
1440
1450
1460
1470
1480
1610
1620
ID de catastro asignados
Pob
2005
58,59,60,61,71,72
35
62,63,64,65,66,67,68,69,70
56
197,198,199,200,201,202,203,204,205,
206,207,211,212,213,214,215,216,217,
165
218,219,222,223,224,225,226,227,228,
229,230,231
232,237,238,239,240
25
233,234,235,236
24
117,118,119,120,121,122,123,124,125,126,127
51
130,131,132,133,134,135,136,137,
105
138,139,140,141,142,143,144,145,146,147,
264,265,266,267,268
Sin demanda
0
Sin demanda
0
153,154,155,156,157,158,174
32
159,160,161,169,170,171,172,173
39
162,163,164,165,166,167,168
36
175,176
11
177,178,179,180,181
18
102,103,104,105,106,107
30
184,185,186,187
20
Demanda Media Total Real:
41
65
Dot.
Teo.
l/s
0,1186
0,1880
Dot.
R.
l/s
0,1542
0,2445
182
193
0,5584
0,7260
30
27
26
56
28
26
56
29
28
60
0,0839
0,0810
0,1736
0,1091
0,1053
0,2257
5
4
11
115
116
123
0,3559
0,4627
23
0
0
35
43
39
12
20
33
22
0
0
35
43
40
12
20
33
22
0
0
37
46
42
13
21
35
23
0,0000
0,0000
0,1070
0,1331
0,1215
0,0376
0,0607
0,1012
0,0665
0,0000
0,0000
0,1392
0,1730
0,1580
0,0489
0,0790
0,1317
0,0865
8,7178 l/s
0
0
7
8
7
2
5
6
4
Pob
2015
Pob
2017
Pob
2025
38
61
39
62
180
Viviendas del sector El Tigrito
Viviendas del sector Mataruca
Viviendas del sector Pardillal
Nodos incluidos después del diagnóstico
5.3. Tramos de Tubería de Simulación
Al igual que los nodos, las tuberías son elementos de entrada para el software
H2ONET 2.0 que contienen una representación gráfica junto con un conjunto de datos
de partida fundamentales en el proceso de simulación. Un tramo de tubería en el
H2ONET 2.0 es definido por el elemento que une dos (2) nodos de simulación
previamente ubicados en la interfase del programa, por lo que al igual que los nodos,
los tramos de tubería son muchos en una red (casi iguales al número de nodos) y
requieren de una numeración o ID.
- 105 -
Viv.
6
9
En los tramos se introducen los datos de longitud, coeficiente de rugosidad de
Hazen – Williams (ecuación 8), pérdidas locales (ecuación 9) y el diámetro, el cual es
una de las variables fundamentales que el diseñador debe estimar, evaluar y
proponer en su diseño. En la lista de resultados del programa, para los tramos de
tubería, se muestran los valores de caudal circulante, la velocidad y las pérdidas por
fricción entre las variables hidráulicas más importantes.
5.3.1. Cálculo de longitudes de tubería
Los tramos de tubería en la simulación requieren de una entrada numérica del
valor de distancia que poseen. Como es lógico, es posible medir las distancias en
metros que existen
entre los nodos ya definidos en los planos del sector, pero
también es cierto que éstos valores serían una aproximación muy poco acertada de la
realidad en el recorrido de las líneas, ya que se estaría registrando una longitud
horizontal que no percibe las variaciones de altura entre punto y punto. En busca de
valores de entrada más semejantes a una realidad topográfica, se emplea un método
para el cálculo de la longitud geométrica explicado en sus etapas a continuación:
1. Asignación del recorrido de los tramos y sus números de identificación
correspondientes:
Siguiendo el patrón de trayectoria mostrado en la figura 5.1 y conociendo la
ubicación geográfica de los nodos de simulación, se definen los tramos de nodo a
nodo con su respectivo número de identificación. Se emplea una numeración
diferente a la usada en los nodos (partiendo del ID 2000) para evitar confusiones con
dichos elementos.
2. Determinación de la diferencia de cotas entre el par de nodos que componen
cada tramo:
- 106 -
Conociendo los nodos de partida y de llegada de cada tramo, se utiliza la tabla 4.1
para conocer la diferencia (en metros) de los puntos que limitan a cada tramo.
Sean los nodos “x” y “y” los puntos de partida y llegada de cada tramo de tubería,
el valor de diferencia de cotas se calcula como:
∆H = nodoY − nodoX
Donde:
∆H… delta de cotas entre nodos
NodoY… cota de nodo de llegada
NodoX… cota de nodo de salida
3. Medición de la longitud horizontal:
Utilizando la interfase de AutoCAD, se miden las longitudes en metros de los
planos del sector considerando las trayectorias definidas en la figura 5.1. A los valores
de longitud medidos se les asigna la nomenclatura “Lh”.
4. Cálculo de la longitud geométrica:
Empleando el teorema de Pitágoras, se calcula la hipotenusa del triángulo que
conforman los catetos del delta de altura y la longitud horizontal en cada tramo de
tubería. La longitud calculada es el valor a ser introducido en el software. La ecuación
se expresa como:
Lg = Lh 2 + ∆H 2
Donde:
Lg… longitud geométrica
Lh… longitud horizontal
- 107 -
∆H… delta de cotas entre nodos
La figura 5.6 muestra una representación gráfica del método empleado para
aproximar la longitud superficial real.
Figura 5.6. Gráfica para el cálculo de la longitud geométrica. Fuente: Propia.
En la tabla 5.4 se muestran los resultados del proceso de cálculo de la longitud
de los tramos explicado en los puntos anteriores. La primera columna muestra los
números de identificación para la simulación asignados, seguido por los nodos de
partida y de llegada, la diferencia de cotas, la longitud horizontal medida en los
planos y finalmente, los valores de longitud geométrica calculada por el teorema de
Pitágoras. Los tramos 2095, 2480 y 2490 fueron incluidos después de las corridas de
diagnóstico.
- 108 -
Tabla 5.4. Número de identificación con cálculo de longitud geométrica de los
tramos de tubería propuestos. Fuente: Propia.
Tubería
(ID)
2000
2010
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
2090
2095
2100
2110
2120
2130
2140
2150
2160
2170
2180
2190
2200
2210
2220
2230
2240
2250
2260
2270
2280
2290
2300
2310
2320
2330
2340
2350
2360
2370
2380
2390
2400
Nodo (ID)
Nodo (ID)
∆H (m)
Lh (m)
Lg (m)
1010
1020
1030
1040
1050
1060
1070
1080
1090
1100
1110
1070
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1160
1180
1060
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1300
1310
1240
1330
1340
1350
1250
1370
1380
1390
1310
1320
1020
1030
1040
1050
1060
1070
1080
1090
1100
1110
1115
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1210
1220
1230
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1300
1310
1320
1330
1340
1350
1360
1370
1380
1390
1290
1400
1410
5
0
-5
-9
-8
-17
-9
-17
-1
-16
-1
-18
-18
-5
8
-15
-3
-13
2
11
16
-19
-19
-5
26
24
-5
5
-14
-7
-10
-3
6
-22
8
-12
7
4
0
-1
-22
-14
159
191
183
169
173
201
260
124
138
180
87
216
221
107
140
130
57
98
150
149
167
52
208
184
270
133
51
35
102
139
109
35
66
147
88
53
126
175
147
137
126
87
159,08
191,00
183,07
169,24
173,18
201,72
260,16
125,16
138,00
180,71
87,01
216,75
221,73
107,12
140,23
130,86
57,08
98,86
150,01
149,41
167,76
55,36
208,87
184,07
271,25
135,15
51,24
35,36
102,96
139,18
109,46
35,13
66,27
148,64
88,36
54,34
126,19
175,05
147,00
137,00
127,91
88,12
- 109 -
Tabla 5.4. Número de identificación con cálculo de longitud geométrica de los
tramos de tubería propuestos. Fuente: Propia.
Tubería
(ID)
2410
2420
2430
2440
2450
2460
2470
2480
2490
Nodo (ID)
Nodo (ID)
∆H (m)
Lh (m)
Lg (m)
1320
1420
1430
1440
1450
1430
1470
1610
1610
1420
1430
1440
1450
1460
1470
1480
1620
1290
-8
-2
15
-34
-41
-11
-2
10
-5
234
114
195
466
205
547
263
91
21
234,14
114,02
195,58
467,24
209,06
547,11
263,01
91,55
21,59
Tramos incluidos después del diagnóstico
5.3.2. Determinación de las pérdidas locales
El programa H2ONET 2.0 utiliza la ecuación de pérdidas locales (ecuación 9)
que depende del coeficiente “k” experimental. Como entrada el programa, es
necesario considerar todos los accesorios ubicados en cada tramo y sumar sus
coeficientes de pérdida local asociados.
Considerando la trayectoria de la red y las ubicaciones de las válvulas de
servicio que van a ser estudiadas más adelante, se asignan elementos entre codos (de
90º y 45º), tees (tipo Branch y Run) y contracciones (dependiendo del diámetro) a
cada tramo. Las pérdidas locales no son incluidas hasta la realización de la Propuesta
I por no contar con los diámetros y ubicación de válvulas de servicio hasta ese
entonces. Es importante aclarar que para el caso de válvulas de servicio y
contracciones, elementos ubicados sobre los nodos de simulación, se asumió como
responsable de sus pérdidas los tramos inmediatamente anteriores a estos accesorios.
Los valores de “k” empleados en la simulación corresponden a los de la tabla
2.4 del marco teórico. En el caso de los codos con ángulo menores a 45º se asumen de
éste mismo ángulo como modo conservador. Para las contracciones se utiliza la tabla
- 110 -
2.5 con la que se construye una recta con su respectivo ajuste lineal para el cálculo del
valor “k” en diámetros ubicados dentro del rango del proyecto. En la figura 5.7 se
observa le recta que revela el comportamiento del coeficiente de perdida local “k” en
función del área transversal de la contracción. La tabla 5.5 seguida revela los valores
para los diámetros dentro de los que se desarrollan las propuestas.
0,5
0,45
0,4
0,35
K
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
y = -0,5867x + 0,5244
R2 = 0,9962
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Relación de Áreas (A2/A1)
Figura 5.7. Valor del coeficiente “k” en función de la relación de áreas transversales
de la entrada (A1) y salida (A2) en reducciones. Fuente: Propia.
Tabla 5.5. Valores “k” para diámetros que contempla el estudio. Fuente: Propia.
Reducciones
Ф8"→Ф6"
Ф6"→Ф4"
Ф4"→Ф3"
Pér.Local
(k)
0,15
0,25
0,25
5.4. Establecimiento de la Curva de Demanda Horaria
Sabiendo que el Pardillal, Mataruca y El Tigrito son poblados del tipo
“dormitorio” de los Altos Mirandinos, en este apartado se plantea la modificación de
- 111 -
la curva planteada por la Ing. Celina Matos (figura 2.4), en búsqueda de un
comportamiento adaptado a la realidad de consumo vivido en los sectores.
Conservando la tendencia de “dos picos” de la curva original, se propone un
traslado horizontal del valor de demanda máxima a las seis (6) horas del día. Esta
modificación sugiere un comportamiento más crítico, que contempla el alto consumo
del servicio de agua en horas tempranas por la condición de “ciudades dormitorio”.
La curva de demanda horaria modificada resultante se muestra en la figura 5.8.
Demanda Media (%)
250
200
150
100
50
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Tiempo (horas)
Figura 5.8. Curva de demanda horaria modificada en zonas domésticas. Fuente:
Propia.
5.5. Criterios de Diagnóstico
Para poder evaluar los resultados emitidos en la simulación computacional, se
definen los parámetros que van a determinar los rangos admisibles de operación de la
red. El procedimiento de diagnóstico incluye la verificación del sistema en
condiciones de trabajo considerando presiones mínimas, presiones máximas y
- 112 -
velocidades variables suministradas durante el día, todo de acuerdo a la curva de
variación horaria propuesta.
Según la ecuación 8, la velocidad es directamente proporcional al valor de
pérdida de energía por fricción dentro de un tramo de tubería. Buscando valores de
pérdida reducidos, se establece un valor límite de velocidad en los tramos de la red a
evaluar de 2 m/s. Tramos de tubería que presenten velocidades por encima de ésta
cantidad se considerarán fuera de los parámetros de diseño y por lo tanto, requerirán
obligatoriamente de una modificación. Por otra parte, se define para esta misma
variable hidráulica la “Velocidad Máxima Recomendable” con un valor de 1,5 m/s; la
cual establece un nuevo tope con una condición de “replanteamiento de la red” en
caso de ser superado, pero con un carácter no-obligatorio a diferencia del anterior. En
resumen, mientras que la velocidad de 2 m/s no puede ser superada en ningún tramo
bajo ninguna circunstancia, el valor de 1,5 m/s es más una recomendación, que
podría ser ignorada en el caso de existir condiciones hidráulicas que requieran de una
modificación muy profunda o de alto costo. Los valores de velocidad “máxima
recomendada” y “máxima” adoptados, suponen pérdidas de energía no mayores a
500 m/Km (utilizando la ecuación 8 de Hazen – Williams), cantidad manejable dentro
de las condiciones comunes de operación de un sistema de distribución en Venezuela.
En el caso de la presión se establecen tres (3) parámetros a chequear: dos (2)
máximos y uno (1) mínimo.
La presión máxima permitida dentro de la operación de la red la establece el
esfuerzo “Sy” del material de la tubería. Una presión por encima de este valor
provocaría un estado de esfuerzos que colapsaría el material o los accesorios
instalados sobre los ramales.
El otro valor límite posee características similares al definido para la velocidad
y se denomina “Presión Máxima Recomendable” con un valor de 75 mca. Esta
cantidad
está
relacionada
con
las
tomas
domiciliarias,
buscando
evitar
- 113 -
incomodidades por excesiva presión y daños en las instalaciones de las viviendas
usuarias.
El último parámetro lo establece la normativa interna de HIDROCAPITAL: la
“Presión Mínima” dentro de la red. La presión del servicio en todo punto de la red, a
cualquier hora del día debe ser igual o superior a 20 mca. En este caso, esta presión
será aumentada en un pequeño porcentaje (3,5%) como factor de seguridad por
asesoría de la Gerencia del Sistema Panamericano, resultando en 20,7 mca. Cualquier
valor inferior a esta cantidad supone una descarga domiciliaria insuficiente, por lo
que la modificación del modelo es obligatoria.
Todos los criterios establecidos deben ser verificados en los resultados de la
simulación para cada hora del día, con especial atención en los tres (3) patrones de
consumo críticos:
Demanda mínima: 40% del caudal medio.
Demanda media: 100% del caudal medio.
Demanda máxima: 200% del caudal medio.
Los criterios de diagnóstico que garantizan una operatividad confiable en cada
punto de la red evaluando las variables hidráulicas presión y velocidad, se resumen
en la tabla 5.6.
Tabla 5.6. Criterios de diagnóstico para variables hidráulicas. Fuente: Propia.
VELOCIDAD
PRESIÓN
Vmáx
2,00 m/s
Pmáx
Material
VmáxReco
1,5 m/s
PmáxReco
75 mca
Pmín
20,7 mca
- 114 -
5.6. Redes Propuestas
En este apartado se reúne toda la información recaudada, los cálculos
realizados para los nodos y los tramos de tubería y la curva de demanda horaria
definida, para la realización del modelado matemático de simulación de la red con el
uso del programa H2ONET 2.0.
El procedimiento de cálculo efectuado por el programa se basa en la resolución
iterativa de un sistema de ecuaciones no lineal con “n” incógnitas, donde “n” son las
variables presión, caudal, pérdidas por fricción y velocidad de cada elemento que
conforma el modelo. Las ecuaciones utilizadas son la de conservación de la energía
mecánica (ecuación 7), la de pérdidas por fricción de Hazen – Williams (ecuación 8),
la de pérdidas locales (ecuación 9) y la de la conservación de la masa (ecuación 5),
todas ellas aplicadas a cada nodo y tramo de la red definida y calculado bajo el
régimen de consumo horario. Se establece el sistema internacional (SI) para las
unidades de entrada y salida del programa.
En términos generales, una propuesta en un proyecto de diseño de un sistema
de abastecimiento debe contener una trayectoria para la red, los diámetros
correspondientes a cada ramal, los materiales en los que están fabricados las tuberías
a implementar y los accesorios requeridos para en control y buena distribución del
flujo. Para la red de distribución de agua potable de las comunidades del Pardillal,
Mataruca y El Tigrito la trayectoria ya ha sido definida mientras que los diámetros,
materiales y accesorios serán asignados con ayuda del análisis técnico efectuado en el
modelaje computacional. Como punto de partido para el establecimiento de estos
elementos se establece lo siguiente:
•
El material a utilizar para los tramos de tubería de diámetro menor a 8” será
cloruro de vinilo (PVC). Este material presenta las características más idóneas
para su utilización en la red requerida para los tres (3) sectores. Su bajo peso
facilita el transporte de los tramos por las vías montañosas que posee la región.
- 115 -
Su bajo coeficiente de fricción (c=140 recomendado por el fabricante) permite
aprovechar al máximo la energía de altura proveniente del Tanque Laguneta.
Otra razón para la selección de éste material son las bajas presiones que se
manejan en éste sistemas (es una red por gravedad, con una diferencia máxima
de cotas de 180 m) por lo que el uso de tuberías de acero no es necesario. En
cloruro de vinilo existen tuberías de clase AA (Pmáx = 60 mca), AB (Pmáx =
100 mca) y de clase AC (Pmáx = 160 mca), como se observa en los catálogos
PAVCO de el Apéndice B. Se pretende una instalación “enterrada en zanja”
para la tubería, por lo que el uso de plástico no representa un problema.
•
Los diámetros de las tuberías deben ubicarse entre tres (3) y ocho (8)
pulgadas (3”≤ Ø ≤ 8”). El diámetro de la tubería principal no puede superar el
de la tubería en donde se realiza el empalme a la primera etapa (Ø 200 mm (8”)
de H.F) ya que se presentaría una incongruencia técnica. Por otra parte, por ser
un acueducto estrictamente en PVC, no pueden utilizarse tramos con
diámetros menores a 75 mm (3”), debido a su inexistencia en el mercado (ver
Apéndice B).
•
Para el control de las presiones se utilizan válvulas reguladoras de presión
automáticas del tipo globo (PRV). Las válvulas deben colocarse en puntos
estratégicos buscando un balance entre la operación dentro del rango definido
por los criterios de diagnóstico y los costos, los cuales se ven incrementados
con el aumento en el número de accesorios y en especial, de las reguladoras.
Este tipo de válvula se ubica en tanquillas, por lo que su ubicación también
está relacionada con una topografía adecuada para el montaje.
- 116 -
5.6.1. Diagnóstico I
En esta corrida de diagnóstico se introducen los diámetros propuestos por el
Ing. Solórzano en su primera aproximación [13], sin agregar ningún elemento
regulador. Este diseño comprende una red de abastecimiento en su forma más
simple, compuesta por los diámetros de la referencia [13] y unos otros colocados de
forma intuitiva, todo con el fin de descubrir los puntos críticos y las ubicaciones
geográficas dignas de atención. La figura 5.9 muestra el esquema de esta red junto
con las características hidráulicas más importantes resultantes de la simulación.
- 117 -
N
ID 2050
ID 1230
ID 1280
Variable
Pmáx
[mca]
Pmín
[mca]
Vmáx
[m/s]
Elemento
ID
Valor
1230
182,23
1280
34,50
2050
0,56
Figura 5.9. Red de distribución de agua. Diagnóstico I. Fuente: Propia.
- 118 -
Informe técnico
Las presiones registradas en los resultados no superan los 190 mca y no
ofrecen menos de 30 mca. Este rango permite tomar la primera decisión: la clase de
tubería PVC a utilizar es AB de resistencia máxima 100 mca, entendiendo que la
mayoría de los valores que superan los 100 mca se encuentran por ramales comunes
donde la regulación por válvulas resulta factible. La tubería PVC Clase AC resulta
muy costosa por lo que su utilización resulta económicamente no procedente.
Para horas de la madrugada el sistema presenta una gran cantidad de nodos
críticos, donde la presión supera la soportada por la tubería (ver figura 5.9). Las
sobrepresiones comienzan en la “Y” donde entran en el rango de “no –
recomendado” debido a los deltas negativos de cotas presentados en la calle Principal
Mataruca.
La zona de Mataruca presenta una característica hidráulica resaltante sobre las
demás: las ubicaciones y nodos decaen en altura con la distancia (no siempre) lo que
provoca un aumento de energía de presión en los nodos con menos altura. Esta
característica indica el bajo requerimiento de diámetros grandes, y la necesidad de
válvulas reguladoras de presión. Todos los nodos de la zona de Mataruca y la calle
Los Nazo del Pardillal presentan presiones superiores a las admisibles a todas las
horas del día.
Continuando con la zona del Tigrito, se puede observar el valor crítico en los
nodos contenidos en la zona de los Castaños. Esclara la necesidad de una válvula de
regulación en esta calle para solventar la situación.
Las Flores y Los Rodríguez presentan presiones que a pesar de no superar el
“máximo” impuesto por el material, se encuentran dentro del rango por encima del
“máximo recomendado”. Estas calles son caminos en descenso, muy empinados, los
cuales requieren de un control aguas arriba para la compensación de la diferencia de
cotas.
- 119 -
Cañaveral y Sabaneta se caracterizan por largos tramos, con bajas demandas y
diferencias de altura grandes (hasta 60 m) por lo que la colocación de una línea de Ø
75 mm (3”) de PVC puede resultar adecuado. Los resultados de la corrida muestran
presiones altas que deben ser controladas. Mientras que en Sabaneta las presiones se
encuentran sobre el valor de “presión máxima recomendable”, en Cañaveral existen
presiones de hasta 140 mca en los tramos finales.
Verificando las otras condiciones de diagnóstico a lo largo de la curva horaria,
se comprueba la inexistencia de nodos con déficit de presión (menor a 20,7 mca)
incluyendo la condición de 200% de Qm, que se manifiesta a las seis (6) horas del día.
Por otra parte, ningún tramo contiene fluido con velocidades superiores a los
1,5 m/s lo que según el criterio de diseño podría acarrear perdidas inconvenientes.
5.6.2. Diagnóstico II
Debido a las condiciones de cotas negativas tan altas y a las pocas pérdidas
originadas en los tramos colocados en el apartado anterior, el problema se transforma
en control de presión más que déficit de la misma.
Para esta corrida computacional se modificaron los diámetros de la red
propuesta en el diagnóstico I, colocando tuberías de menor dimensión en la mayoría
de los sectores y eliminando por completo el tramo de Ø 200 mm (8”) de PVC que
recorría la calle Principal Mataruca. Esta acción busca un ajuste económico en el
diseño, debido a la poca factibilidad que existe en colocar tuberías de grandes
diámetros que no producen disminuciones importantes en las pérdidas por fricción.
Esta simulación presenta diámetros entre 6, 4 y 3 pulgadas en PVC, colocadas según
se muestra en la figura 5.10.
En este diagnóstico se realiza un ajuste a la trayectoria agregando un tramo de
87 m en el callejón Los Nazo. El nodo agregado se identifica con el ID 1115 y el tramo
con el ID 2095.
- 120 -
N
Tramo agregado
NODO: 1115
TUBERÍA: 2095
ID 2050
ID 1230
ID 1280
Variable
Pmáx
[mca]
Pmín
[mca]
Vmáx
[m/s]
Elemento
ID
Valor
1230
181,63
1280
31,95
2050
1,22
Figura 5.10. Red de distribución de agua. Diagnóstico II. Fuente: Propia.
- 121 -
Informe técnico
En los resultados de esta corrida, las variables hidráulicas conservan sus
características como se presentaron en el diagnóstico I. A pesar de las reducciones de
diámetros realizadas, los nodos continúan presentando presiones superiores a la
máxima permitida sobre todo en el sector Mataruca y callejón Los Nazo del Pardillal.
Si bien es cierto que se han optimizado los diámetros de la red, también es cierto que
los diámetros no pueden ser reducidos de nuevo principalmente por dos (2) razones:
las tuberías de Ø 3” no pueden ser reducidas debido a la inexistencia en el mercado
de diámetros menores PVC como fue explicado anteriormente y la segunda razón,
existen cuatro nodos (1260, 1270, 1280 y 1150) que se convierten en críticos por
presentar las presiones más bajas del sistema y cualquier disminución de diámetro
podría sacarlos del rango definido.
Las velocidades de los tramos aumentan por la disminución de diámetro paro
aún se conservan los valores menores a los de velocidad máxima recomendada (1,5
m/s) inclusive a la hora de mayor circulación de caudal del día (6 a.m.). El valor
máximo de velocidad reportado se ubica en el tramo ID 2050, que tiene su dirección a
la Quinta “Araujania” después de la “Y”, con unos 1,22 m/s.
5.6.3. Propuesta I
Este sistema presenta la primera solución al problema.
Características:
Este sistema plantea una red de distribución de Ø 160 mm (6”) , Ø 110 mm (4”) y
Ø 75 mm (3”) todas en PVC Clase AB, en igual configuración que la arrojada en la
optimización del Diagnóstico II. La figura 5.11 muestra la red, con una leyenda
que indica los diámetros y presiones resultantes para las veinte (20) horas del día.
- 122 -
Buscando resultados más adaptados a una realidad hidráulica, se agregan
pérdidas de energía locales, realizando un inventario de accesorios en donde se
suman los valores de “k” correspondientes, con el fin de obtener un total para
cada tramo. Las válvulas de servicio que sectorizan la distribución como parte de
los trabajos de operación correspondientes a HIDROCAPITAL una vez finalizada
la obra, son agregados para esta propuesta y por ende, se reúnen en la tabla 5.7.
Tabla 5.7. Cantidad de accesorios por tramo de tubería con total “k” asociado.
Fuente: Propia.
Tubería
(ID)
2000
2010
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
2090
2095
2100
2110
2120
2130
2140
2150
2160
2170
2180
2190
2200
2210
2220
2230
2240
2250
2260
2270
2280
Reducción
Codos
90°
2
1
1
“T”
(Branch)
“T”
(Run)
1
1
1
1
1
2
2
2
Valv.
Comp
1
1
1
4
1
2
1
3
2
1
1
1
1
1
Codos
45°
2
2
3
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Total
"K"
0,8
0,8
1,2
0,8
2
3,8
2,7
0,4
0,8
1,5
0
1,4
0,8
1,5
0,4
1,9
0
1
1
0,8
1,7
0,2
0,6
1,2
1
0,6
0
0
1,25
0
- 123 -
Tabla 5.7. Cantidad de accesorios por tramo de tubería con total “k” asociado.
Fuente: Propia.
Tubería
(ID)
2290
2300
2310
2320
2330
2340
2350
2360
2370
2380
2390
2400
2410
2420
2430
2440
2450
2460
2470
Reducción
Codos
90°
1
1
Codos
45°
1
“T”
(Branch)
“T”
(Run)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
3
2
2
2
1
1
1
1
2
5
2
8
3
Valv.
Comp
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Total
"K"
1
1,05
0,85
0,6
0,4
0
1,65
1,7
0,8
3,05
0,85
0,85
1,5
2,2
2,8
2,9
1,9
4,3
1,2
Se implementan diez (10) válvulas de regulación tipo globo que tienen como
finalidad una operación dentro de los rangos establecidos. Para el sector Mataruca
se instalan dos (2) válvulas, la ID 4100 que regula la presión en la calle Mataruca
Abajo y parte de la Nueva Esparta, y la ID 4300, que controla la calle Las Monjas y
sus ramales. Pardillal posee su válvula (ID 4200) en el callejón Los Nazo al final,
controlando la presión en los puntos más bajos. El Tigrito posee el resto de
válvulas: Principal de Mataruca, Los Castaños, Los Rodríguez, Las Flores,
Sabaneta y dos (2) para cañaveral, totalizando las siete (7) faltantes. La mayoría de
las válvulas regulan la presión a 20 mca, con excepciones de la ID 4300 que regula
a 25 mca y la ID 4000 que regula a 60 mca. Las válvulas reguladoras de presión
(PRV) sugeridas en ésta propuesta se presentan en la tabla 5.8.
- 124 -
Tabla 5.8. Características de las válvulas en la simulación. Propuesta I. Fuente:
Propia.
ID
4000
4100
4200
4300
4400
4500
4600
4700
4800
4900
Nodo
1050
1060
1100
1130
1330
1310
1320
1430
1440
1450
Nodo
1500
1510
1520
1530
1540
1550
1560
1570
1580
1590
Regulación
60
20
20
25
20
20
20
20
20
20
Diámetro
160
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Tipo
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
Las válvulas son elementos que requieren de dos (2) nodos de simulación, uno de
entrada y uno de salida. Para la Propuesta I se crean diez (10) nodos que van a
servir para la salida de éstos accesorios y donde podrá ser reportada la
regulación. Las tablas 5.9 y 5.10 muestran las características de los elementos que
forman parte de los datos de entrada para esta propuesta.
Tabla 5.9. Características de los nodos en la simulación. Propuesta I.
Fuente: Propia.
Nodos
(ID)
Dotacion
(L/seg)
Cota
msnm
Ubicación
1010
1020
1030
1040
1050
1060
1070
1080
1090
1100
1110
1115
1120
1130
1140
0,0000
0,3874
0,4439
0,2106
0,1655
0,2182
0,0414
0,1994
0,1994
0,1994
0,1994
0,0226
0,1843
0,3912
0,1354
1405
1410
1410
1405
1396
1388
1371
1362
1345
1344
1328
1327
1353
1335
1330
Calle Mataruca. Frigorífico el sitio
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
Calle Mataruca
“Y” Mataruca-El Tigrito
Vía Mataruca Abajo. Quinta Araujania
Calle Nueva Esparta. Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
Callejón Los Nazo
Calle Mataruca Abajo. Intercepción Triple
Calle Las Monjas
- 125 -
Fuente: Propia.
Nodos
(ID)
Dotacion
(L/seg)
Cota
msnm
Ubicación
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1210
1220
1230
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1300
1310
1320
1330
1340
1350
1360
1370
1380
1390
1400
1410
1420
1430
1440
1450
1460
1470
1480
1500
1510
1520
1530
1540
1550
1560
1570
0,1317
0,0226
0,0150
0,0188
0,0226
0,4687
0,0527
0,1542
0,2445
0,0940
0,1128
0,3310
0,1918
0,1091
0,0978
0,1317
0,1091
0,1317
0,1918
0,2445
0,1542
0,2445
0,7260
0,1091
0,1053
0,2257
0,4627
0,0000
0,0000
0,1392
0,1730
0,1580
0,0489
0,0790
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
1338
1323
1320
1307
1309
1320
1336
1304
1288
1383
1409
1433
1428
1433
1419
1412
1402
1399
1389
1367
1375
1363
1416
1420
1420
1380
1385
1391
1389
1404
1370
1329
1378
1376
1396
1388
1344
1335
1389
1402
1399
1389
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas. Cooperativa Courcovis
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas. Bajada de Tierra
Calle Las Monjas
Calle Las Monjas. Colegio Madre Juliana
Calle Las Monjas. Casa Madre Juliana
Calle con Acceso desde. “Las Monjas”
Calle Anselmo Hernández. Los Castaños
Calle Anselmo Hernández. Lomas de Taborda
Calle Anselmo Hernández .Lomas de Taborda
Calle Anselmo Hernández. Las Flores
Calle Anselmo Hernández. Las Flores
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Los Castaños
Lomas de Taborda. Entrada a la Montaña
Lomas de Taborda
Lomas de Taborda
Vía Cañaveral-Sabaneta
“Y” Cañaveral-Sabaneta
Cañaveral
Cañaveral
Cañaveral
Sabaneta
Sabaneta
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Nodo para válvula
- 126 -
Fuente: Propia.
Nodos
(ID)
Dotacion
(L/seg)
Cota
msnm
Ubicación
1580
1590
0,0000
0,0000
1404
1370
Nodo para válvula
Nodo para válvula
Tabla 5.10. Características de las tuberías en la simulación. Propuesta I. Fuente:
Propia.
Tubería
(ID)
2000
2010
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
2090
2095
2100
2110
2120
2130
2140
2150
2160
2170
2180
2190
2200
2210
2220
2230
2240
2250
2260
2270
2280
Nodo (ID)
Nodo (ID)
Longitud
Geométrica
Lg (m)
(mm)
1010
1020
1030
1040
1050
1060
1070
1080
1090
1100
1110
1070
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1160
1180
1060
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1020
1030
1040
1050
1060
1070
1080
1090
1100
1110
1115
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
1210
1220
1230
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1300
159,08
191,00
183,07
169,24
173,18
201,72
260,16
125,16
138,00
180,71
87,01
216,75
221,73
107,12
140,23
130,86
57,08
98,86
150,01
149,41
167,76
55,36
208,87
184,07
271,25
135,15
51,24
35,36
102,96
139,18
160
160
160
160
160
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
160
160
160
160
160
160
110
Ø
Total "K"
Material
0,8
0,8
1,2
0,8
2
3,8
2,7
0,4
0,8
1,5
0
1,4
0,8
1,5
0,4
1,9
0
1
1
0,8
1,7
0,2
0,6
1,2
1
0,6
0
0
1,25
0
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
- 127 -
Tabla 5.10. Características de las tuberías en la simulación. Propuesta I. Fuente:
Propia.
Tubería
(ID)
Nodo (ID)
Nodo (ID)
Longitud
Geométrica
Lg (m)
(mm)
1300
1310
1240
1330
1340
1350
1250
1370
1380
1390
1310
1320
1320
1420
1430
1440
1450
1430
1470
1310
1320
1330
1340
1350
1360
1370
1380
1390
1290
1400
1410
1420
1430
1440
1450
1460
1470
1480
109,46
35,13
66,27
148,64
88,36
54,34
126,19
175,05
147,00
137,00
127,91
88,12
234,14
114,02
195,58
467,24
209,06
547,11
263,01
110
110
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
2290
2300
2310
2320
2330
2340
2350
2360
2370
2380
2390
2400
2410
2420
2430
2440
2450
2460
2470
Ø
Total "K"
Material
1
1,05
0,85
0,6
0,4
0
1,65
1,7
0,8
3,05
0,85
0,85
1,5
2,2
2,8
2,9
1,9
4,3
1,2
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
Una esquematización de la Propuesta I, con la indicación de los diámetros y
resultados de presión para el caudal medio (veinte (20) horas) se muestra en la figura
5.11 de la siguiente página. Los IDs de los nodos de válvulas son también señalados
en la imagen.
- 128 -
N
ID 4200
ID 4000
ID 1050
ID 2050
ID 1150
ID 4100
ID 4300
ID 4400
ID 4500
ID 4600
ID 4700
= Válvula reguladora
Variable
Pmáx
ID 4800
[mca]
Pmín
[mca]
ID 4900
Vmáx
[m/s]
Elemento
ID
Valor
1050
74,22
1150
20,80
2050
1,22
Figura 5.11. Red de distribución de agua. Propuesta I. Fuente: Propia.
- 129 -
Informe técnico
Todos los nodos y tramos de tubería cumplen con el criterio de diagnóstico.
Al agregar válvulas reguladoras en ubicaciones estratégicas, se obtuvieron
presiones todas dentro del rango establecido, inclusive por debajo de la “presión
máxima recomendada”. Las presiones más altas encontradas se ubican en los nodos
de entrada a las válvulas a las 0 horas del día (40% de Qm) y en el nodo 1050, con un
valor de 74,22 mca.
Por otra parte, las presiones mínimas de la red se presentan en los nodos
críticos: 1150, 1260, 1270 y 1280 a las seis (6) horas del día, donde se vieron afectadas
por la colocación de válvulas disminuyendo a un valor de 20,8 mca.
La velocidad máxima continúa presentándose en el tramo ID 2050 con 1,22
m/s a las 6 A.M.
5.6.5. Propuesta Definitiva
Esta propuesta alcanza un balance solución técnica – economía, reduciendo el
número de válvulas, obteniendo resultados hidráulicos igualmente aceptables que en
la propuesta anterior.
Características:
Esta red conserva la configuración de trayectoria y de diámetros de la propuesta
anterior. La única modificación al respecto se haya en la adición de un ramal al
modelo de 92 m de Ø 75 mm (3”) de PVC en la zona del Tigrito. La razón de este
ramal está en la necesaria distribución para la zona alta del Tigrito, donde se
observó una tendencia de expansión demográfica significativa. Las características
de los nodos y los tramos adicionales se resaltan en las tablas 5.11 y 5.12
mostradas más adelante. Es importante resaltar que los datos de simulación en los
- 130 -
elementos nodos y tuberías de la propuesta final no sufren más modificaciones
que las mostradas a continuación.
Tabla 5.11. Modificación en las características de los nodos en la
simulación. Propuesta Definitiva. Fuente: Propia.
Nodos
(ID)
Dotacion
(L/seg)
Cota
msnm
Ubicación
1600*
1610
1620
0,0000
0,1317
0,0865
1402
1424
1434
Nodo para válvula
Calle Anselmo Hernández.
Calle Anselmo Hernández. Parte alta.
* Los nodos para válvula del 1550 al 1580 son eliminados para esta propuesta.
Tabla 5.12. Modificación en las características de las tuberías en la simulación.
Propuesta Definitiva. Fuente: Propia.
Tubería
(ID)
2270
Nodo (ID)
Nodo (ID)
Longitud
Geométrica
Lg (m)
(mm)
1280
1610
102,96
2480
1610
1620
91,55
2490
1610
1290
21,59
Ø
Total "K"
Material
160
1,25
75
160
1,25
PVC
PVC
1,6
PVC
Las pérdidas locales no sufren ninguna modificación. Las válvulas de servicio
conservan sus ubicaciones junto con el resto de accesorios asociados a la
trayectoria de la tubería.
Se disminuyen el número de válvulas con una nueva propuesta que totaliza siete
(7) reguladoras. En el sector del Tigrito se eliminaron las válvulas ID: 4500, 4600,
4700 y 4800 las cuales son sustituidas por una única válvula ID 5000, que controla
simultáneamente las zonas de Las Flores, Los Rodríguez, Sabaneta y Cañaveral.
El valor de regulación se asigna en 25 mca. La tabla 5.13 muestra las
características de las válvulas que contiene la propuesta final.
- 131 -
Tabla 5.13. Características de las válvulas en la simulación. Propuesta Definitiva.
Fuente: Propia.
ID
4000
4100
4200
4300
4400
4900
5000
Nodo
1050
1060
1100
1130
1330
1450
1600
Nodo
1500
1510
1520
1530
1540
1590
1310
Regulación
60
20
20
25
20
20
25
Diámetro
160
75
75
75
75
75
110
Tipo
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
La figura 5.12 muestra la representación gráfica de la propuesta definitiva.
Informe técnico
La propuesta definitiva presenta pocas variaciones técnicas en los resultados
con respecto a la anterior. Como el cambio llevado a cabo fue a nivel de número de
válvulas y sus ubicaciones en la zona sur del Tigrito, las características técnicas en la
zona norte no presentan diferencias.
La velocidad máxima se sigue presentando en el tramo ID 2050 en dirección de
“La Araujania”, con unos 1,22 m/s a las horas de la media noche.
Los valores de presión mínimos se ubican en los nodos 1150 (como en la
Propuesta I) y 1620 con 20,80 y 20,82 mca a las seis (6) horas del día respectivamente.
La nueva válvula ID 5000 se encarga de controlar presiones a varias zonas
simultáneamente, afectando a un número total de ocho (8) nodos, los que
anteriormente eran controlados por las cuatro (4) válvulas removidas.
El reporte hidráulico que contiene los resultados de las variables que
determinan la operatividad de la red a las 12 de medianoche, 6 a.m. y 8 p.m. del día
puede ser consultado en el Apéndice C.
- 132 -
N
ID 4200
ID 4000
ID 2050
ID 1050
ID 4100
ID 1150
ID 4300
ID 4400
Tramo agregado
NODO: 1620
TUBERÍA: 2480
ID 1620
ID 5000
= Válvula reguladora
Variable
Pmáx
ID
Valor
1050
74,22
Pmín
1150
20,80
[mca]
1620
20,82
2050
1,22
[mca]
ID 4900
Elemento
Vmáx
[m/s]
Figura 5.12. Red de distribución de agua. Propuesta Definitiva. Fuente: Propia.
- 133 -
Capítulo 6
Análisis Presupuestario
Seleccionada la “Propuesta Definitiva” como red de abastecimiento del
proyecto, se procede a elaborar el presupuesto estimado para la realización de la obra
correspondiente. El presupuesto estimado se organiza en partidas, cada una con una
actividad o adquisición de material asociada, las cuales están ubicadas en el Listado
de Precios emitido por La Gerencia de Contratación de HIDROCAPITAL [18].
Partiendo de las características técnicas generales de la propuesta (tabla 6.1) se
procede a calcular el valor “cantidad” contenido en cada parida.
Tabla 6.1. Características técnicas generales de la Propuesta Definitiva. Fuente:
Propia.
Característica
Caudal [l/s]
Tuberías [Km]
Valor
Mínimo (Qmín)
3,4871
Medio (Qm)
8,7178
Máximo (Qmáx)
17,4356
Ø 160 mm (6”) PVC AB
1,7
0,3
6,0
TOTAL
8,0
Diferencia de Alturas entre el Tanque y el Punto de
Empalme. (Frigorífico “El Sitio”) (∆H) [m]
Personas Beneficiadas [nº]
66
2321
- 134 -
CAPITULO 6. Análisis Presupuestario
Las consideraciones para los cálculos requeridos en las partidas son las
establecidas por las especificaciones de obras actuales de HIDROCAPITAL [7] y se
resumen como:
1. Trabajos Preliminares
Se utiliza la distancia total de los recorridos de los tramos para el trabajo de
replanteo.
Las demoliciones se calculan según las recomendaciones de la norma donde la
sección transversal de la carretera donde se abre la zanja se asume como:
Figura 6.1. Espesores de las capas de asfalto y concreto que conforman el pavimento a
demoler. Fuente: Propia.
2. Movimientos de Tierra
Se incluyen las excavaciones pertinentes, ya sean para colocación de tramos o
instalaciones de tomas domiciliarias.
Los cálculos para los volúmenes necesarios en cada excavación se realizan
siguiendo el esquema de la zanja.
- 135 -
Figura 6.2. Esquematización de la zanja que contiene a la tubería según las
especificaciones de HIDROCAPITAL. Fuente: Propia.
Las cantidades resultantes se colocan en el cuadro presupuestario en las
partidas respectivas. Los valores intermedios que permitieron obtener los volúmenes
de excavación requeridos se ubican en el Apéndice D.
3. Suministros de Material
Los materiales, piezas y accesorios se listan en este apartado del presupuesto.
Básicamente la cantidad de accesorios depende de la trayectoria del sistema, el
número de válvulas calculadas en el proceso de diseño y la cantidad de viviendas con
requerimientos de tomas domiciliarias. Algunos accesorios característicos de las redes
de distribución se muestran en el Apéndice B.
4. Colocación de Tuberías y Accesorios
Los trabajos de colocación de tuberías dependen de la longitud total a instalar, el
material y los diámetros arrojados en el diseño.
Estas partidas incluyen la colocación de los hidrantes, el empalme que debe
llevarse a cabo en el Frigorífico “El Sitio” con la primera etapa del proyecto y la
- 136 -
instalación de las tomas domiciliarias deducidas a partir del número de viviendas
usuarias de la red.
5. Obras de Concreto y Pavimento
Las partidas dependen de las especificaciones de obras [7] y de las características
de los elementos a instalar. El pavimento se reconstruye con las dimensiones
mostradas en la figura 6.2.
Los valores de acero de refuerzo, encofrado y descripción de las tanquillas, se
agrupan en el Apéndice D.
6. Señalización de Vías
Los avisos, conos y planchas utilizadas para la señalización de la obra a los
usuarios de las vías dependen de la duración en días de los trabajos. El tiempo se
calcula con el rendimiento estimado de instalación de los tramos o de excavación, (el
que resulte más alto). El Apéndice D contiene estos valores.
El presupuesto estimado para la construcción del sistema de abastecimiento
diseñado se incluye en el Apéndice E.
El costo resultante para la elaboración de los trabajos de colocación de los 8 km
de tubería junto con las piezas y accesorios correspondientes al diseño realizado, es
de 1.024.384.130,43 Bs. Por ser una cantidad muy elevada, fuera de los alcances
presupuestarios anuales estipulados para la empresa, se propone, bajo la asesoría y
supervisión de la Gerencia del Sistema Panamericano, la división de la obra por
etapas con el fin de abaratar costos y priorizar los trabajos en el tiempo.
Por ya existir las etapas uno (1) y dos (2) propuestas por la Ing. Matos Medinas
[11] para el área del Pardillal fuera de los alcances del presente estudio, se plantea la
división de la red diseñada en tres (3) nuevas etapas a las que se les asigna los
nombres “3era Etapa”, “4ta Etapa” y “5ta Etapa” para ser consecuente con sus
- 137 -
predecesoras. Las características de cada una de las etapas con una comparación con
el diseño completo (“Propuesta Definitiva”) se muestran en el siguiente recuadro
(tabla 6.2).
Tabla 6.2. Descripción general de las etapas que componen la obra. Fuente:
Propia.
Nombre de la Etapa
3era Etapa
4ta Etapa
5ta Etapa
Propuesta Definitiva
Completa
*No incluye IVA
Sectores que abarca
Longitud
Total
(Km)
Costo Estimado
Total
(Bs)
El Tigrito, menos
cañaveral y Sabaneta
Mataruca y
Callejón Los Nazo
Cañaberal y
Sabaneta
3,21
615.197.630,2*
2,70
345.964.694,41*
1,80
87.934.489,02*
Toda el área de Estudio
8,00
1.024.384.130,43*
Los tramos de tubería contenidos en cada etapa con sus respectivos límites, se
muestran con su código de colores en la figura 6.3. Los costos totales mostrados en la
tabla 6.2 son resultado de los cálculos presupuestarios ubicados en el Apéndice E.
- 138 -
Figura 6.3. Etapas que separan los trabajos de la red de abastecimiento del sector.
Fuente: Propia.
- 139 -
Capítulo 7
Conclusiones y Recomendaciones
7.1. Conclusiones
•
El servicio de agua potable de las Zonas del Pardillal, Mataruca y El Tigrito es
insuficiente para las necesidades de los pobladores actuales. La antigüedad de
las instalaciones, el gran número de conexiones informales y la expansión
demográfica descontrolada son las razones principales para la precariedad del
servicio.
•
La propuesta de una red con tubería principal de Ø 200 mm (8”) de PVC
resulta un diseño sobredimensionado sin justificación económica. Para un
caudal medio al año 2025 de 8,71 l/s, un ramal principal de diámetro ocho (8)
pulgadas presenta pérdidas por fricción muy similares a las de tramos de seis
(6) pulgadas, por lo que la utilización de diámetros superiores a éste ultimo
acarreará pérdidas monetarias.
•
La solución más conveniente al problema de abastecimiento de las
comunidades del Pardillal, Mataruca y El Tigrito es una red de distribución
que totaliza ocho kilómetros (8km) de tubería, en diámetros entre seis (6),
cuatro (4) y tres (3) pulgadas en PVC clase AB, con siete (7) válvulas
reguladoras de presión y veintidós (22) de servicio. La propuesta definitiva, así
denominada, engloba las características técnicas y demográficas que
caracterizan a los sectores, con el fin de aportar un proyecto que opere
científicamente respaldado.
- 140 -
•
CAPITULO 7. Conclusiones y Recomendaciones
La topografía de la zona presenta cotas muy variadas de hasta sesenta metros
(60 m) de diferencia, que se transforman en problemas de presiones altas, para
las redes implementadas. El sistema propuesto busca el control de esta
variable, evitando el posible colapso del material de la tubería.
•
A las 6 a.m. del día se presenta la condición de 200% del caudal medio lo que
provoca el estado de menores presiones en la red propuesta. En esta hora pico
del día, las presiones en los tramos de la calle Anselmo Hernández se
convierten en críticas, acercándose a la mínima de 20,7 mca. El control de la
válvula en la calle Principal Mataruca es vital para estos puntos: una
regulación menor a 60 mca provocaría un descenso inaceptable en la presión,
en cambio, una regulación con valores superiores a 60 mca desencadenaría el
incremento indebido en la “Y” y “Los Castaños” entre otras zonas.
•
El problema de control de presiones excesivas puede resolverse con diez (10)
válvulas reguladoras tipo globo al igual que con siete (7) de las mismas, con
diferente configuración. Las decisiones en el diseño están directamente
vinculadas al factor económico.
•
El costo total para la realización de la propuesta definitiva es muy alto para los
alcances presupuestarios anuales de HIDROCAPITAL. La separación de la
obra por etapas es una acción obligatoria.
•
La utilización de herramientas computacionales de simulación que agilicen y
realicen el trabajo de cálculo necesario en estudios técnicos, facilita el
procedimiento de análisis en la elaboración de proyectos relacionados con
redes de tuberías.
- 141 -
7.2. Recomendaciones
•
Al momento de la construcción de la primera etapa, solicitarle a la compañía
contratista encargada de la obra, la colocación sobre la línea de tubería que
toma la dirección de la calle Miranda de un accesorio “T” con una válvula de
servicio cerrada en el punto donde se ubica el frigorífico “El Sitio”. La
finalidad de esta recomendación está en facilitar el empalme con la tercera
etapa cuando sea el momento de su instalación.
•
Aprovechar las tuberías en buen estado de Ø 2” y menores, removidas en el
momento de la construcción del acueducto, para mejorar el servicio de las
zonas que no se encuentren contenidas en la etapa en progreso para el
momento.
•
Antes de iniciar los trabajos de instalación del acueducto, evaluar la ubicación
de las válvulas de servicio, para así implementar cronogramas de operaciones
acordes a las necesidades de los pobladores y de la empresa.
•
Asegurarse de que las válvulas de control tengan una correcta y supervisada
regulación. Desaciertos en este escenario podrían provocar rupturas en los
tramos de tubería PVC.
•
Realizar un estudio detallado de las propiedades técnicas que caracterizan el
Tanque
Laguneta
para
así
proponer
mejoras
en
su
operación
de
almacenamiento que repercuten sobre el abastecimiento en numerosos sectores
que de él dependen.
- 142 -
•
Realizar el proyecto de aguas servidas correspondiente a las comunidades del
Pardillal Mataruca y El Tigrito, lo que permitirá alcanzar el saneamiento
completo de la zona.
- 143 -
Referencias Bibliográficas
1. AROCHA R., Simón. Abastecimientos de Agua. Teoría & Diseño. Ediciones
Vega. Caracas, 1980.
2. BOSCO AZPÚRUA, Juan. HIDROVEN. Revisión de la Publicación: Demandas
teóricas de agua, DGSPOA/II/139. INOS- MARNR. Caracas, 1993.
3. EMPRESAS AMANCO C.A. Lista de Precios. Vigente 03/03/05. Venezuela.
4. EMPRESAS AMANCO C.A. Sistema de Tubería y Accesorios Acueducto Junta
UNI- SAFE PAVCO. Manual Técnico. Venezuela.
5. GERENCIA TÉCNICA. HIDROLOGICA VENEZOLANA C.A. Glosario de
Términos del Sector Agua Potable y Saneamiento. Caracas, mayo 1995.
6. GONZÁLEZ T, Enrique.(2005) Evaluación de la Vulnerabilidad en cuanto a
Contaminación Doméstica, Agrícola e Industrial en el Embalse la Mariposa y
su Influencia en la Seguridad y Defensa de los Altos Mirandinos. Proyecto de
Trabajo de Grado no publicado, Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerza Armada Nacional. Caracas.
7. INSTITUTO NACIONAL DE OBRAS SANITARIAS (INOS). Especificaciones de
Construcción de Obras de Acueductos y Alcantarillados. Caracas, 1976.
8. INSTITUTO NACIONAL DE OBRAS SANITARIAS (INOS). Normas para el
Diseño de los Abastecimientos de Agua. Caracas. Junio, 1965.
- 144 -
9. LÓPEZ FERNÁNDEZ, J. Autocad 2000 Avanzado. McGraw Hill. España, 1999.
10. MATOS
MEDINA,
Celina.
HIDROCAPITAL
Sistema
Panamericano.
Actualización e Integración de los Estudios de los Acueductos de los
Municipios Los Salias, Carrizal y Guaicaipuro. Estado Miranda. Los Teques.
Junio, 2003.
11. MATOS MEDINA, Celina. HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. Construcción
del Acueducto y Red de Distribución de Agua Potable de Mataruca, El Tigrito
y Pardillal. Primera Etapa. Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda. Los
Teques, 2004.
12. MÉNDEZ, Manuel Vicente. Tuberías a
Presión en los Sistemas de
Abastecimiento de Agua. Fundación Polar y Universidad Católica Andrés
Bello. Caracas, 1995.
13. SOLORZANO, Leonardo. HIDROCAPITAL Sistema Panamericano. Estimación en
el Dimensionamiento del Acueducto de La Zona de Mataruca – El Tigrito.
Municipio Guaicaipuro, Estado Miranda. Los Teques, 2005.
14. STREETER, Víctor L. Mecánica de Fluidos. Novena Edición. McGraw Hill.
Colombia, 2000.
- 145 -
Páginas de Internet consultadas:
•
15. www.acipco.com
•
16. http://es.wikipedia.org/
•
17. www.hidrocapital.com.ve
•
18. Red Interna de HIDROCAPITAL Sistema Panamericano
Buscadores:
•
www.google.com
•
www.altavista.com
•
www.yahoo.com
- 146 -
APÉNDICE A
El software de simulación hidráulica H2ONET 2.0
- 147 -
APÉNDICE A
1. Software de Simulación Hidráulica: H2ONET 2.0
H2ONET es un software desarrollado para trabajar en un ambiente de
AutoCAD en el sistema Microsoft Windows. Las herramientas de H2ONET se
manejan a través de los menús contextuales y cajas de diálogo de AutoCAD, y las
interfaces gráficas para estas herramientas están basadas exclusivamente en los
estándares de interfase CAD y Windows.
1.a. Capacidades del H2ONET
El programa proporciona cuatro (4) capacidades principales para el modelaje y
análisis de los sistemas de distribución de agua:
Construcción de modelos de sistemas de distribución.
Creación de simulaciones hidráulicas.
Análisis de los resultados del modelo.
Integración con otras aplicaciones.
1.a.1. Modelaje de sistemas de distribución
En este sistema un modelo de distribución de agua consta de dos partes
principales:
1. Esquema de la red.
2. Atributos del modelado. (Información de los elementos que componen la red).
H2ONET dispone de las siguientes herramientas para construir modelos de
distribución y mantenimiento de sistemas hidráulicos:
• Componentes de la red: Se refiere a todos los elementos que se pueden crear
en el sistema.
• Importación de redes existentes: Se pueden importar datos en los diferentes
formatos soportados por AutoCAD y convertirlos en elementos de red.
- 148 -
APÉNDICE A
• Entrada de datos: El programa utiliza extensiones de las herramientas
digitalizadoras de AutoCAD para crear componentes de red.
• Mantenimiento de datos: Se pueden actualizar, corregir o modificar datos de
manera gráfica o a través de la base de datos, y éstos son modificados
automáticamente.
• Base de datos personalizada: Aunque H2ONET requiere de una estructura de
base de datos establecida para respaldar la simulación, es posible crear y
manipular atributos adicionales. Las tablas de bombas, válvulas, tuberías,
nodos y tanques, pueden ser personalizadas de la manera más conveniente al
usuario.
1.a.2. Simulación de redes de distribución
H2ONET proporciona numerosas capacidades de simulación y análisis de
redes. Los sistemas de distribución creados en el software pueden ser analizados en
diferentes períodos de tiempo y sectorizarse según convenga. Rastrea el flujo y la
velocidad del agua en cada tubería, la presión y el gradiente hidráulico en cada nodo,
la altura de los tanques y el flujo de descarga y la presión para cada bomba.
Adicionalmente H2ONET está provisto de las siguientes capacidades de
simulación:
•
Control Manual Interactivo (Período de simulación extendida – EPS): El
programa puede detener una simulación en cualquier momento, realizar
interactivamente cualquier cambio deseado en la operación del sistema
(encendido y apagado de bombas, apertura y cierre de tanques, inserción de
bombas, etc.) y entonces continuar con la simulación.
•
Curva de la bomba: Calcula las curvas de las bombas para cualquier condición
de flujo.
- 149 -
•
APÉNDICE A
Manejo de las condiciones de la red: H2O proporciona un método de manejo
tipo árbol (ramificado), en el que todos sus componentes son dependientes.
Cada ramificación hereda la información de su punto de origen. Se puede
mantener un modelo único del sistema, desarrollar y evaluar rápidamente
numerosas alternativas de modelado que permitan apoyar la toma de
decisiones. Se puede separar una o más zonas de presión individual del
modelo de simulación principal. También se pueden generar automáticamente
modelos especializados del sistema basados en cualquier conjunto de
parámetros específicos.
•
Análisis: Para la simulación hidráulica H2ONET utiliza el “Modified Hybrid
Method” (MHM) el cula está disponible en sistema métrico o inglés. Para los
cálculos de pérdidas por fricción en las tuberías se puede utilizar las
ecuaciones de: Hazen-Williams, Darcy-Weisbach o la ecuación de Manning.
•
Patrones de demanda: Cada nodo de la red puede tener su propio patrón de
demanda (curva de demanda) definida para un determinado tiempo
(normalmente para 24 horas). Las demandas de los nodos se asignan en
función del uso: residencial, industrial, educativo, etc., y también a través de
los consumos (medidores de los usuarios). Cada nodo puede tener de una a
múltiples demandas asignadas.
•
Métodos dinámicos de control: H2ONET usa un lenguaje de control lógico
“IF” (“si” condicionado), ELSELF (verdadero), ELSE (falso), AND (“y”
condicionado), para definir las reglas de decisión (PLD Emulation) en la
simulación del comportamiento hidráulico del sistema.
1.a.3. Análisis de Resultados
H2ONET posee varias herramientas basadas en Windows para acelerar y
simplificar la presentación de los resultados del análisis. Con las herramientas de
- 150 -
APÉNDICE A
visualización de datos, el usuario puede localizar y analizar resultados sin pérdida de
tiempo.
•
Color de la red: Cualquier variable de la red: tamaño de la tubería, flujo
promedio, velocidad, pérdida de carga, o cualquier otro atributo de la base de
datos, en la red entera o en porciones específicas pueden ser identificadas con
un determinado color. Los rasgos numéricos para clasificar el código de color y
la selección del mismo son definidos por el usuario. Esta característica se usa
para diferenciar visualmente fechas de instalación, diámetros y materiales
diferentes; y entre numerosas zonas de presión, asignando un color a todas las
tuberías en cada una de las zonas.
•
Variaciones y anotaciones en el plano del proyecto: Los cambios que se
realizan en el plano se visualizan inmediatamente, y además se actualizan en
la base de datos. También es posible hacer indicaciones textuales o
personalizar los símbolos de los elementos de la red.
•
Gráficos: Los gráficos de series de tiempo son generados para los
componentes de la red, y pueden usarse para visualizar el cambio de una
variable específica en un período de tiempo. Estos gráficos son personalizables.
•
Contornos: Para correr una simulación el programa permite generar contornos
definidos para cualquier atributo numérico en la base de datos, incluyendo
línea de gradiente hidráulico, elevación, presión, demanda y otros parámetros
de modelado.
•
Buscador de la base de datos (Browser): H2ONET permite buscar y encontrar
datos iniciales y resultados de análisis mostrándolos en tablas. También es
posible ubicar instantáneamente elementos de la red y observar resultados de
modelado con el uso del ratón.
- 151 -
APÉNDICE A
1.b. El Proyecto de H2ONET
El proyecto (Project) es la entidad básica de trabajo de H2ONET. El proyecto
está contenido en una carpeta de trabajo con toda la información necesaria para
construir, simular y analizar un modelo de red. Cada modelo contiene la siguiente
información:
•
Modelo de red: Es la configuración del esquema de la red dibujado en
AutoCAD asociado con sus componentes. Pueden mostrarse algunos
componentes de la red que no son considerados por H2ONET.
•
Modelo de datos: Las tablas de la base de datos contienen toda la información
relacionada con los componentes de la red. El modelo de los datos incluye las
características físicas y operativas de los mismos. También incluye los patrones
de las curvas relacionadas con el sistema.
•
Escenarios del modelo: Pueden ser creados y cargados en la base de datos
escenarios que corresponden a grupos de demanda y controles de operación
para modelar un escenario específico.
•
Análisis de soluciones: Posibles soluciones para un sistema pueden ser
guardadas para una red específica, es decir, puede simularse diferentes
escenarios los cuales pueden ser guardados en diferentes proyectos.
1.b.1. Datos para un proyecto de H2ONET
Componentes de un modelo de H20NET
Un proyecto de H2ONET está principalmente orientado a los componentes
individuales de la red. Los componentes básicos de un sistema de distribución son los
nodos y las conexiones entre nodos.
- 152 -
APÉNDICE A
Nodos
Representados como elementos puntuales en la red. Los nodos contienen
información básica para definir características o ubicaciones críticas en el sistema.
•
Nodos de Unión (Juntion Nodes): Son puntos localizados en la intersección de
dos o más conexiones, en puntos de demanda, en puntos donde se desean
análisis específicos de algún valor y en los puntos donde cambian los atributos
de las tuberías.
Un nodo de unión puede tener:
1. Demanda cero: indicando que no hay agua entrando o saliendo desde ese
punto hacia la red.
2. Demanda positiva: Indicando que el flujo está saliendo del sistema en ese
punto.
3. Demanda negativa: Indicando que el flujo está entrando al sistema en ese
punto.
Figura A.1. Caja de dialogo para la creación de nodos de unión.
- 153 -
•
APÉNDICE A
Nodos de Almacenamiento (Storage Nodes): Son puntos que representan la
ubicación de tanques y embalses. Los tanques se distinguen de los embalses
porque tienen un nivel superficial de agua que varía a medida que el líquido
entra y sale de ellos; los embalses mantienen un nivel superficial de agua
constante, independientemente del flujo.
Para poder modelar apropiadamente los tanques, H2ONET necesita
saber el área de sección transversal (o volumen de agua) y el máximo o mínimo
nivel de agua permitido en el tanque de almacenamiento. Los embalses
representan fuentes naturales de agua, como ríos y lagos, y no deben tener más
de una demanda externa asociada.
Figura A.2. Caja de dialogo para la creación de nodos de almacenamiento.
Conexiones
Son definidos como los medios a través de los cuales viaja el agua entre los
nodos. Cada conexión es identificada gráficamente por sus coordenadas.
- 154 -
APÉNDICE A
Las conexiones van desde los nodos aguas arriba hasta los nodos aguas abajo.
Un flujo que tiene esta dirección (de aguas arriba a aguas abajo) se considera positivo.
Por convención, el programa asume las direcciones positivas del flujo en las
conexiones que recorren desde el nodo aguas arriba al nodo aguas abajo según como
se hayan definido, para el caso contrario, se considera dirección negativa.
La condición de todas las conexiones por defecto es el estado abierto (open) al
iniciarse una simulación.
Entre los tipos de conexiones que pueden ser creadas en el software tenemos:
•
Tuberías (Pipes): Las tuberías son usadas para conducir el agua de un nodo a
otro. Siempre deben comenzar y terminar en un nodo. Los datos de las
tuberías para un modelo son añadidos con el comando Create Pipes.
Figura A.3. Caja de dialogo para la creación de tuberías.
•
Bombas (Pumps): Son componentes que incrementan la presión a través de un
diferencial de altura de agua. Siempre son representadas como una conexión
- 155 -
APÉNDICE A
de longitud mínima. Las bombas deben comenzar y terminar siempre en
nodos. H2ONET previene automáticamente flujo inverso a través de bombas y
utiliza mensajes de advertencia cuando éstas operan fuera de su rango normal.
Los datos de las bombas para crear un modelo son añadidos con el comando
Create Pumps.
Figura A.4. Caja de dialogo para la creación de bombas.
•
Válvulas (Valves): Las válvulas controlan el flujo o la presión en puntos
específicos de la red. Son representadas como conexiones de longitud mínima
y deben comenzar y terminar siempre de un nodo. Las válvulas no deben ser
conectadas directamente a los nodos de almacenamiento (tanques o embalses).
Los datos de las válvulas para crear un modelo son añadidos con el comando
Create Valves.
- 156 -
APÉNDICE A
Figura A.5. Caja de dialogo para la creación de válvulas.
Se pueden simular en H2ONET los siguientes tipos de válvulas:
1. Válvula Reductora de Presión (PRV): Limitan la presión en su extremo aguas
abajo para que no exceda un valor preestablecido cuando la presión en el
punto aguas arriba supera la establecida. Si la presión en el punto aguas arriba
está por debajo de lo establecido, entonces el flujo a través de la válvula es
libre. Si la presión del extremo aguas abajo excede a la presión en el extremo
aguas arriba, entonces la válvula se cierra para evitar el flujo inverso. Estas
válvulas no pueden ser conectadas en serie.
2. Válvula Sostenedora de Presión (PSV): Mantienen una presión mínima en su
extremo aguas arriba cuando la presión aguas abajo es menor a la establecida.
Si la presión en el punto aguas abajo supera la establecida entonces el flujo es
libre. Si la presión del extremo aguas abajo excede a la presión en el extremo
aguas arriba, entonces la válvula se cierra para evitar el flujo inverso. Estas
válvulas no pueden ser conectadas en serie.
- 157 -
APÉNDICE A
3. Válvula Rompedora de Presión (PBV): Obliga a que a través de la válvula se
produzca una pérdida específica de presión. El flujo puede ir en cualquier
dirección a través de la válvula.
4. Válvula de control de flujo (FCV): Limitan el flujo a una cantidad específica. El
programa genera un mensaje de advertencia si el flujo no puede ser mantenido
sin tener que añadir una carga adicional a la válvula.
5. Válvula Reguladora de Caudal (TCV): Simula una válvula parcialmente
cerrada ajustando el coeficiente de pérdidas menores de la válvula. La relación
entre el grado en el cual la válvula se cierra y el coeficiente de pérdida
resultante es suministrado normalmente por el fabricante de la válvula.
6. Válvula Check: Es una válvula simulada en una tubería que permite el flujo
sólo en una dirección. H2ONET asume que el flujo a través de una tubería que
simula una Válvula Check está limitado a la dirección de la tubería. Este
válvula es un atributo de las tuberías, y se usan los comandos Edit Pipe o Create
Pipe para indicar la presencia de éstas. Estas válvulas no pueden ser
conectadas directamente en bombas o válvulas.
Datos de entrada adicionales para un modelo de H20NET
Los datos de entrada para un modelo en el software incluyen información
operativa y del sistema que puede ser aplicada a uno, muchos o todos los
componentes de la red. Estos datos de entrada del modelo especifican varias opciones
y parámetros en simulaciones de períodos extendidos, los cuales son:
Patrón de demanda:
Representa las variaciones temporales en las demandas del sistema: nivel de los
tanques, cambio de energía en las bombas y cambios de demandas en una
simulación. Por defecto, H2ONET asume que el promedio de uso de agua es el caudal
- 158 -
APÉNDICE A
medio (100% demanda) durante todo el período de simulación. El usuario puede
asignar demandas, caudal medio y gradiente hidráulico de los embalses y crear
patrones para describir el cambio de éstos durante la simulación.
Cada patrón consiste de un grupo de factores o multiplicadores que son aplicados en
una secuencia de períodos de tiempo consecutivos durante la simulación. Para los
tanques, los patrones son una serie de grados hidráulicos variables durante la
simulación. Los patrones de demanda son controlados con el formato EPS Time del
menú Modify.
Todos los patrones están identificados con un ID único. Cuando se crean nodos
fuente y nodos de demanda el usuario puede especificar el ID del patrón para
asociarlo a cada nodo. Diferentes patrones pueden ser asignados a nodos
individuales o a grupos de nodos. No hay límite en el número de patrones que un
proyecto pueda almacenar, o el número de factores por patrón.
Figura A.6. Caja de dialogo para establecer curvas de demanda.
- 159 -
APÉNDICE A
1.b.2. Herramientas adicionales para un proyecto de H2ONET
En ocasiones es importante contar con una herramienta que permita realizar
análisis a elementos específicos de la red, esto puede ser realizado mediante el uso de
Dominios. El Dominio es una colección de componentes del sistema para un proyecto
H2ONET (tuberías, bombas, válvulas, nodos de almacenamiento o de unión) y sus
atributos asociados, que han sido escogidos por el usuario para ser evaluados. Los
componentes en el Dominio serán resaltados por el programa con la intención de
hacer una referencia visual.
Algunas funciones de H2ONET utilizan el dominio y tratan a sus componentes
de manera diferente a aquéllos componentes que no están incluidos en el mismo.
Estas funciones son:
•
Edición de entrada de datos
•
Mostrar los resultados de la simulación en el dibujo
•
Generación de contornos
•
Cambiar el tamaño de los símbolos y el ancho de líneas
•
Realizar una simulación
•
Crear escenarios de la red
1.c. Interfase de Usuario de H2ONET
H2ONET 2.0 maneja su parte gráfica a través de una interfase con el programa
AutoCAD. Mucho de los componentes de AutoCAD para Windows son visibles y
modificables cuando H2ONET está instalado. La interfase del programa contiene un
menú adicional que se agrega al CAD.
- 160 -
APÉNDICE B
Piezas y accesorios característicos para los sistemas de
distribución de agua
- 161 -
APÉNDICE B
Figura B.1. Accesorios Tees. A la izquierda tee tipo “Branch”, a la derecha tee tipo
“Run”. Fuente [16]
Figura B.2. Toma domiciliaria estándar. Fuente: [7]
- 162 -
APÉNDICE B
Figura B.3. Tuberías de cloruro de polivinilo (PVC). Fuente: [15]
- 163 -
APÉNDICE B
Figura B.4. Bocallave tipo II: Fuente: [7]
- 164 -
APÉNDICE B
Figura B.5. Marco y tapa de tanquilla para llaves. Fuente: [7]
- 165 -
APÉNDICE B
Figura B.6. Fragmento del catalogo PAVCO con especificaciones para tuberías PVC.
Fuente: [4]
- 166 -
APÉNDICE B
Figura B.7. Fragmento del catalogo PAVCO con especificaciones para curvas y codos
PVC. Fuente: [4]
- 167 -
APÉNDICE C
Reporte de simulación hidráulica en H2ONET 2.0
- 168 -
APÉNDICE C
******************************************************************
*
H 2 O N E T
*
*
Hydraulic and Water Quality
*
*
Analysis for Pipe Networks
*
*
Version 2.0
*
******************************************************************
Input Data File ...................
Output Report File ................
Verification File .................
Hydraulics File ...................
Map File ..........................
Number of Pipes ...................
Number of Nodes ...................
Number of Tanks ...................
Number of Pumps ...................
Number of Valves ..................
Headloss Formula ..................
Hydraulic Timestep ................
Hydraulic Accuracy ................
Maximum Trials ....................
Quality Analysis ..................
Specific Gravity ..................
Kinematic Viscosity ...............
Chemical Diffusivity ..............
Total Duration ....................
Reporting Criteria:
Selected Nodes
Selected Links
~INP
Final
58
58
1
0
7
Hazen-Williams
1.00 hrs
0.001000
20
None
1.00
1.00e+000 sq m/sec
1.21e-009 sq m/sec
24.00 hrs
Node Results at 0:00 hrs:
------------------------------------------------------------------Elev.
Demand
Grade Pressure
Node
m
L/s
m
m
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0.15
0.03
36.76
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
PRV
- 175 -
APÉNDICE D
Datos para los cálculos presupuestarios
- 176 -
APÉNDICE D
Vías de
Tierra:
Taborda
Cña-Saba
Nazo
Coperativa
Acceso
Monjas
Zanjas:
Ф6"
Ф4"
Ф3"
Ф3/4"
Prof (m)
0,8254
0,7706
0,7322
0,67
m
585,24
2030,16
263,16
55,36
208,87
Ancho
0,6
0,6
0,6
0,3
Tuberías (Prop. Final)
Diámetro
Longitud
Longitud
(mm)
(m)
(km)
75
5977,39
6,0
110
283,77
0,3
160
1676,43
1,7
Total
7937,59
8,0
Volumen ocupado por la tubería:
Masa de cabillas:
Madera
Volumen de anclaje
Rendimientos
Colocación Tubería
Excavación
75,48 m3
18,95 Kg/tanquilla
4,5 Kg/tanquilla
0,11 m3/Anclaje
m/Día
50
35
N° Viviendas
Mataruca y
84
Pardillal
Tigrito
261
Total
345
- 177 -
APÉNDICE E
Presupuestos estimados para el proyecto
- 178 -
APÉNDICE E
PRESUPUESTO ESTIMADO
OBRA:
CONSTRUCCIÓN DEL ACUEDUCTO Y RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE DE LOS SECTORES
PARDILLAL, MATARUCA Y EL TIGRITO. PROPUESTA DEFINITIVA MUNICIPIO GUAICAIPURO. ESTADO
MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
Km
8,00
1.480.634,90
11.845.079,20
m3
441,00
41.630,21
18.358.922,61
m3
282,00
69.383,67
19.566.194,94
m
9.800,00
5.113,05
50.107.890,00
m3
346,73
60.673,77
21.037.416,27
m3
3.616,54
5.761,44
20.836.478,22
m3
2.555,66
13.017,60
33.268.559,62
m3
851,89
43.094,50
36.711.773,61
m3
240,00
47.611,21
11.426.690,40
m3
240,25
51.232,58
12.308.729,81
m3
2.130,61
21.456,31
45.715.028,65
SUMINISTRO TUBERÍA DE PVC, JUNTA AUTOMÁTICA, CLASE AB 142
PSI. D=160mm (6")
m
1.700,00
62.296,17
105.903.483,33
S/C. INOS
m
300,00
29.420,17
8.826.050,00
TRABAJOS PRELIMINARES
132
1
REPLANTEO AUXILIAR.
154
2
DEMOLICIÓN DE ASFALTO EN CALZADAS.
153
3
154-1
4
CORTE DE PAVIMENTO DE ASFALTO CON USO DE SIERRA CON
DISCO DE DIAMANTE. VER ALCANCE DE LA PARTIDA.
MOVIMIENTO DE TIERRA
212-131
5
EXCAVACIÓN DE ZANJAS EN TIERRA ENTRE 0 - 3,5 m. (MANO)
212-132
6
EXCAVACIÓN DE ZANJAS EN TIERRA ENTRE 0 - 3,5 m. (MÁQUINA)
221-11
7
RELLENO COMPACTADO CON TIERRA MATERIAL DE LA
EXCAVACIÓN AL 95% DE COMPACTACIÓN.
221-21
8
RELLENO COMPACTADO CON MATERIAL DE PRÉSTAMO TIERRA AL
95% DE COMPACTACIÓN.
227-22
9
BASE GRANULAR DE ARENA
227-23
10
BASE GRANULAR DE PIEDRA PICADA.
232-3
11
BOTE SIN ARREGLO ENTRE 10 - 20 Km. INCLUYE CARGA,
TRANSPORTE Y DESCARGA.
SUMINISTROS DE MATERIAL
S/C. INOS
12
13
- 179 -
APÉNDICE E
OBRA:
MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
m
6.000,00
13.619,83
81.719.000,00
UND
12,00
565.399,00
6.784.788,00
UND
12,00
565.399,00
6.784.788,00
UND
8,00
488.116,00
3.904.928,00
UND
0,00
438.029,00
0,00
UND
6,00
192.116,00
1.152.696,00
UND
1,00
192.116,00
192.116,00
UND
0,00
176.481,00
0,00
UND
0,00
132.023,00
0,00
UND
36,00
62.866,00
2.263.176,00
UND
50,00
62.866,00
3.143.300,00
UND
33,00
71.440,00
2.357.520,00
SUMINISTRO CODO PVC, JUNTA AUTOMÁTICA, EXTREMO CAMPANA,
D=75mm x 90°
UND
12,00
72.074,00
864.888,00
S/C. INOS
UND
1,00
824.840,00
824.840,00
PSI. D=110mm (4")
S/C. INOS
14
PSI. D=75mm (3")
S/C. INOS
15
SUMINISTRO CURVA PVC, JUNTA AUTOMÁTICA, EXTREMO
CAMPANA, D=160mm x 11,25°
S/C. INOS
16
S/C. INOS
17
CAMPANA, D=160mm x 45°
S/C. INOS
18
D=160mm x 90°
S/C. INOS
19
S/C. INOS
20
S/C. INOS
21
S/C. INOS
22
D=110mm x 90°
S/C. INOS
23
S/C. INOS
24
S/C. INOS
25
S/C. INOS
26
27
SUMINISTRO REDUCCIÓN PVC, ExJUNTA AUTOMÁTICA, D=200mm x
- 180 -
APÉNDICE E
OBRA:
MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
UND
0,00
239.735,00
0,00
UND
5,00
85.315,00
426.575,00
UND
1,00
1.875.807,00
1.875.807,00
UND
5,00
607.820,00
3.039.100,00
UND
3,00
249.906,00
749.718,00
UND
4,00
96.487,00
385.948,00
UND
10,00
228.586,00
2.285.860,00
UND
4,00
114.368,00
457.472,00
UND
19,00
86.162,00
1.637.078,00
UND
9,00
39.151,00
352.359,00
UND
1,00
16.714.077,46
16.714.077,46
UND
1,00
10.083.907,97
10.083.907,97
SUMINISTRO VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN AUTOMÁTICA
D=75mm (3")
UND
5,00
6.881.238,38
34.406.191,90
S/C. INOS
UND
4,00
1.214.400,00
4.857.600,00
160mm
S/C. INOS
28
110mm
S/C. INOS
29
75mm
S/C. INOS
30
SUMINISTRO TEE REDUCIDA PVC, JUNTA AUTOMÁTICA, D=250mm x
200mm
S/C. INOS
31
110mm
S/C. INOS
32
75mm
S/C. INOS
33
SUMINISTRO TEE PVC, JUNTA AUTOMÁTICA, D=75mm
S/C. INOS
34
SUMINISTRO MANCHON RECTO D=160mm JUNTA MECÁNICA
CONEXIÓN CONTRABRIDAS CAMPANA CAMPANA
S/C. INOS
35
S/C. INOS
36
S/C. INOS
37
SUMINISTRO TAPÓN PVC JUNTA AUTOMÁTICA EXTREMO ESPIGA
D=75mm
S/C. INOS
38
D=160mm (6")
S/C. INOS
39
D=110mm (4")
S/C. INOS
40
41
SUMINISTRO DE VÁLVULA DE COMPUERTA EXTREMOS BRIDADOS,
- 181 -
APÉNDICE E
OBRA:
MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
UND
0,00
1.493.712,00
0,00
UND
0,00
736.230,00
0,00
UND
1,00
839.302,20
839.302,20
UND
15,00
594.550,00
8.918.250,00
UND
2,00
731.296,50
1.462.593,00
UND
19,00
386.236,13
7.338.486,38
UND
76,00
130.760,00
9.937.760,00
UND
13,00
41.635,00
541.255,00
UND
254,00
21.897,00
5.561.838,00
UND
10,00
29.671,79
296.717,88
UND
4,00
1.561.537,50
6.246.150,00
JGO
7,00
86.968,75
608.781,25
m
1.700,00
6.909,12
11.745.504,00
m
300,00
5.338,85
1.601.655,00
VÁSTAGO NO ASCENDENTES Y DADO DE OPERACIÓN D=160mm
S/C. INOS
42
VÁSTAGO NO ASCENDENTES Y VOLANTE DE OPERACIÓN D=160mm
S/C. INOS
43
S/C. INOS
44
S/C. INOS
45
S/C. INOS
46
S/C. INOS
47
SUMINISTRO DE BOCALLAVE DE EXTENSIÓN TIPO II
S/C. INOS
48
SUMINISTRO DE ABRAZADERA-TOMA PVC D=160mm (6")
S/C. INOS
49
S/C. INOS
50
S/C. INOS
51
SUMINISTRO DE MANÓMETRO PARA CHEQUEO DE PRESIONES
S/C. INOS
52
SUMINISTRO DE HIDRANTE TIPO POSTE, CLASE 125, CONEXIÓN
TIPO BRIDA, D=160mm (6")
S/C. INOS
53
SUMINISTRO DE MARCO Y TAPA PARA TANQUILLA
COLOCACIÓN DE TUBERÍAS Y ACCESORIOS. INCLUYE TRANSPORTE
316-0611
54
55
COLOCACIÓN DE TUBERÍA DE P.V.C. Ø 06".
316-0411
- 182 -
APÉNDICE E
OBRA:
MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
m
6.000,00
3.915,16
23.490.960,00
UND
6,00
229.985,42
1.379.912,52
UND
1,00
146.693,88
146.693,88
UND
345,00
117.355,10
40.487.509,50
Ton
687,96
145.309,08
99.966.834,68
m3
441,00
477.565,93
210.606.575,13
m3
1,40
313.982,70
439.575,78
Kg
132,61
2.714,07
359.912,82
m3
31,50
33.670,01
1.060.605,32
UND
7,00
68.177,21
477.240,49
m3
0,44
336.413,31
147.863,74
SEÑALIZACIÓN DIURNA (SUMINISTRO CONTRATISTA: CONOS, AVISOS
METÁLICOS Y PLANCHAS DE ACERO, ETC.) (LA CINTA DE SEGURIDAD ES
SUMINISTRADA POR HIDROCAPITAL)
DÍA
230,00
16.284,41
3.745.414,30
892-2
DÍA
230,00
16.524,82
3.800.708,60
316-0311
56
336-06
57
COLOCACIÓN DE HIDRANTE DE POSTE TIPO B, Ø 06".
S/C. INOS
58
CONSTRUCCIÓN DE EMPALME ENTRE TUBERÍA EXISTENTE DE PVC D=250mm
(10") Y TUBERÍA PVC D=160mm (6"). INCLUYE DESINCORPORACIÓN DE TUBERÍA
EXISTENTE
59
CONSTRUCCIÓN DE CONEXIÓN DOMICILIARIA DE AGUA POTABLE Ø 3/4" EN
TUBERÍA PVC, L=5m (Incluye: conexión corporation, unión universal, tubería de PVC y
accesorios. Excluye medidor de agua)
334-1B
OBRAS DE CONCRETO Y PAVIMENTO
443-0
60
RECONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTO MEZCLA ASFÁLTICA CALIENTE (INCLUYE
SUMINISTRO, TRANSPORTE, COLOCACIÓN, IMPRIMACIÓN O RIEGO)
441-23
61
PAVIMENTO DE CONCRETO (PREMEZCLADO), Rcc=210 Kg/cm²
797-1
62
CONSTRUCCIÓN DE TANQUILLA Rcc=210 Kg/cm². INCLUYE TRANSPORTE DEL
CEMENTO HASTA 500km. EXCLUYE EL REFUERZO METÁLICO Y EL ENCOFRADO
691-3
63
COLOCACIÓN DE ACERO DE REFUERZO Fy 4200 KNF7cm²
UTILIZANDO CABILLA D=3/8"
S/C. INOS
64
ENCOFRADO DE MADERA PARA TANQUILLA
S/C. INOS
65
MARCO Y TAPA REFORZADA PARA TANQUILLA
422-2
66
ANCLAJE DE CONCRETO Rcc=150 Kg/cm² . INCLUYE ENCOFRADO Y
TRANSPORTE DEL CEMENTO Y AGREGADOS HASTA 50Km, EXCLUYE
REFUERZO Y ENCOFRADO.
SEÑALIZACIÓN DE VÍAS
891-2
67
68
SEÑALIZACIÓN NOCTURNA (SUMINISTRO CONTRATISTA: CONOS, AVISOS
- 183 -
APÉNDICE E
OBRA:
N°
MIRANDA
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
TOTAL
1.024.384.130,43
Bs
- 184 -
APÉNDICE E
OBRA:
PARDILLAL, MATARUCA Y EL TIGRITO. TERCERA ETAPA. MUNICIPIO GUAICAIPURO.
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
Km
3,21
1.480.634,90
4.753.607,96
m3
236,29
41.630,21
9.836.598,33
m3
192,64
69.383,67
13.365.917,54
m
6.421,26
5.113,05
32.832.223,44
m3
240,20
60.673,77
14.573.536,19
m3
1.510,78
5.761,44
8.704.256,79
m3
1.130,85
13.017,60
14.720.907,41
m3
376,95
43.094,50
16.244.421,52
m3
96,32
47.611,21
4.585.859,37
m3
96,43
51.232,58
4.940.198,87
m3
1.049,05
21.456,31
22.508.729,06
PSI. D=160mm (6")
m
1.700,00
62.296,17
105.903.483,33
S/C. INOS
m
300,00
29.420,17
8.826.050,00
132
1
REPLANTEO AUXILIAR.
154
2
153
3
154-1
4
212-131
5
212-132
6
221-11
7
221-21
8
227-22
9
227-23
10
232-3
11
S/C. INOS
12
13
- 185 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
m
1.300,00
13.619,83
17.705.783,33
m
1.434,00
2.928,17
4.198.995,78
UND
12,00
565.399,00
6.784.788,00
UND
12,00
565.399,00
6.784.788,00
UND
8,00
488.116,00
3.904.928,00
UND
6,00
192.116,00
1.152.696,00
UND
1,00
192.116,00
192.116,00
UND
12,00
62.866,00
754.392,00
UND
10,00
62.866,00
628.660,00
UND
10,00
71.440,00
714.400,00
UND
4,00
72.074,00
288.296,00
UND
2,00
85.315,00
170.630,00
200mm
UND
1,00
1.875.807,00
1.875.807,00
S/C. INOS
UND
5,00
607.820,00
3.039.100,00
PSI. D=110mm (4")
S/C. INOS
14
PSI. D=75mm (3")
S/C. INOS
15
SUMINISTRO TUBERÍA DE PVC. D=3/4"
S/C. INOS
16
S/C. INOS
17
S/C. INOS
18
S/C. INOS
19
S/C. INOS
20
S/C. INOS
21
S/C. INOS
22
S/C. INOS
23
S/C. INOS
24
D=75mm x 90°
S/C. INOS
25
75mm
S/C. INOS
26
27
- 186 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
UND
3,00
249.906,00
749.718,00
UND
10,00
228.586,00
2.285.860,00
UND
4,00
114.368,00
457.472,00
UND
5,00
86.162,00
430.810,00
UND
3,00
39.151,00
117.453,00
UND
1,00
16.714.077,46
16.714.077,46
UND
1,00
10.083.907,97
10.083.907,97
UND
1,00
6.881.238,38
6.881.238,38
UND
4,00
1.214.400,00
4.857.600,00
UND
1,00
839.302,20
839.302,20
UND
6,00
594.550,00
3.567.300,00
UND
1,00
731.296,50
731.296,50
UND
9,00
386.236,13
3.476.125,13
UND
88,00
130.760,00
11.506.880,00
110mm
S/C. INOS
28
75mm
S/C. INOS
29
S/C. INOS
30
S/C. INOS
31
S/C. INOS
32
D=75mm
S/C. INOS
33
D=160mm (6")
S/C. INOS
34
D=110mm (4")
S/C. INOS
35
D=75mm (3")
S/C. INOS
36
S/C. INOS
37
S/C. INOS
38
S/C. INOS
39
S/C. INOS
40
41
S/C. INOS
- 187 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
UND
25,00
41.635,00
1.040.875,00
UND
126,00
21.897,00
2.759.022,00
UND
5,00
29.671,79
148.358,94
UND
3,00
1.561.537,50
4.684.612,50
UND
239,00
156.000,00
37.284.000,00
UND
478,00
12.500,00
5.975.000,00
JGO
3,00
86.968,75
260.906,25
m
1.700,00
6.909,12
11.745.504,00
m
300,00
5.338,85
1.601.655,00
m
1.300,00
3.915,16
5.089.708,00
UND
3,00
229.985,42
689.956,26
Ton
368,60
145.309,08
53.561.617,98
m3
236,29
477.565,93
112.841.713,53
S/C. INOS
42
S/C. INOS
43
S/C. INOS
44
S/C. INOS
45
SUMINISTRO DE HIDRANTE TIPO POSTE, CLASE 125, CONEXIÓN
TIPO BRIDA, D=160mm (6")
46
SUMINISTRO DE TANQUILLA METÁLICA TIPO TRONCOCÓNICA PARA
MEDIDOR
S/C. INOS
S/C. INOS
47
SUMINISTRO DE CUPLONES PARA MEDIDOR, D=3/4"
S/C. INOS
48
316-0611
49
316-0411
50
316-0311
51
336-06
52
COLOCACIÓN DE HIDRANTE DE POSTE TIPO B, Ø 06".
443-0
53
441-23
54
- 188 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
Kg
56,85
2.714,07
154.294,88
m3
13,50
33.670,01
454.545,14
UND
3,00
68.177,21
204.531,64
m3
0,22
336.413,31
74.010,93
DÍA
120,00
16.284,41
1.954.129,20
DÍA
120,00
16.524,82
1.982.978,40
691-3
55
S/C. INOS
56
S/C. INOS
57
422-2
58
891-2
59
60
892-2
SUBTOTAL
615.197.630,20
IVA 14%
TOTAL
701.325.298,43
86.127.668,23
Bs
Bs
Bs
- 189 -
APÉNDICE E
OBRA:
PARDILLAL, MATARUCA Y EL TIGRITO. CUARTA ETAPA. MUNICIPIO GUAICAIPURO.
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
Km
2,70
1.480.634,90
3.997.714,23
m3
195,25
41.630,21
8.128.169,45
m3
130,16
69.383,67
9.031.297,65
m
5.393,60
5.113,05
27.577.746,48
m3
77,39
60.673,77
4.695.239,69
m3
1.184,76
5.761,44
6.825.913,15
m3
814,45
13.017,60
10.602.192,16
m3
271,48
43.094,50
11.699.447,16
m3
80,90
47.611,21
3.851.937,33
m3
81,01
51.232,58
4.150.453,77
m3
773,10
21.456,31
16.587.960,67
PSI. D=75mm (3")
m
2.700,00
13.619,83
36.773.550,00
S/C. INOS
m
462,00
2.928,17
1.352.814,54
132
1
REPLANTEO AUXILIAR.
154
2
153
3
154-1
4
212-131
5
212-132
6
221-11
7
221-21
8
227-22
9
227-23
10
232-3
11
S/C. INOS
14
15
- 190 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
UND
18,00
62.866,00
1.131.588,00
UND
22,00
62.866,00
1.383.052,00
UND
15,00
71.440,00
1.071.600,00
UND
6,00
72.074,00
432.444,00
UND
1,00
85.315,00
85.315,00
UND
8,00
86.162,00
689.296,00
UND
3,00
96.487,00
289.461,00
UND
4,00
39.151,00
156.604,00
UND
3,00
6.881.238,38
20.643.715,14
UND
6,00
594.550,00
3.567.300,00
UND
2,00
731.296,50
1.462.593,00
UND
6,00
386.236,13
2.317.416,75
UND
77,00
21.897,00
1.686.069,00
UND
3,00
29.671,79
89.015,36
S/C. INOS
21
S/C. INOS
22
S/C. INOS
23
S/C. INOS
24
D=75mm x 90°
S/C. INOS
25
75mm
S/C. INOS
31
S/C. INOS
33
S/C. INOS
32
D=75mm
S/C. INOS
35
D=75mm (3")
S/C. INOS
38
S/C. INOS
39
S/C. INOS
40
S/C. INOS
43
44
S/C. INOS
- 191 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
46
MEDIDOR
UND
77,00
156.000,00
12.012.000,00
UND
154,00
12.500,00
1.925.000,00
JGO
3,00
86.968,75
260.906,25
m
2.700,00
3.915,16
10.570.932,00
Ton
304,59
145.309,08
44.258.989,96
m3
195,25
477.565,93
93.243.267,38
Kg
56,85
2.714,07
154.294,88
m3
13,50
33.670,01
454.545,14
UND
3,00
68.177,21
204.531,64
m3
0,22
336.413,31
74.010,93
DÍA
77,00
16.284,41
1.253.899,57
DÍA
77,00
16.524,82
1.272.411,14
S/C. INOS
S/C. INOS
47
S/C. INOS
48
316-0311
51
443-0
53
441-23
54
691-3
55
S/C. INOS
56
S/C. INOS
57
422-2
58
891-2
59
60
892-2
- 192 -
APÉNDICE E
OBRA:
N°
ESTADO MIRANDA
DESCRIPCIÓN
TOTAL
UNID
CANT.
P.U.
345.964.694,41
TOTAL BS.
Bs
- 193 -
APÉNDICE E
OBRA:
PARDILLAL, MATARUCA Y EL TIGRITO. QUINTA ETAPA. MUNICIPIO GUAICAIPURO.
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
Km
1,80
1.480.634,90
2.665.142,82
m3
0,00
41.630,21
0,00
m3
0,00
69.383,67
0,00
m
0,00
5.113,05
0,00
m3
29,15
60.673,77
1.768.337,03
m3
789,02
5.761,44
4.545.909,33
m3
525,64
13.017,60
6.842.564,69
m3
175,21
43.094,50
7.550.723,74
m3
53,88
47.611,21
2.565.306,28
m3
53,92
51.232,58
2.762.271,15
m3
292,53
21.456,31
6.276.584,71
m
1.800,00
13.619,83
24.515.700,00
m
174,00
2.928,17
509.501,58
132
1
REPLANTEO AUXILIAR.
154
2
153
3
154-1
4
212-131
5
212-132
6
221-11
7
221-21
8
227-22
9
227-23
10
232-3
11
14
PSI. D=75mm (3")
15
- 194 -
APÉNDICE E
OBRA:
N°
ESTADO MIRANDA
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
21
UND
6,00
62.866,00
377.196,00
22
UND
18,00
62.866,00
1.131.588,00
23
UND
8,00
71.440,00
571.520,00
24
D=75mm x 90°
UND
2,00
72.074,00
144.148,00
25
75mm
UND
2,00
85.315,00
170.630,00
31
UND
6,00
86.162,00
516.972,00
UND
1,00
96.487,00
96.487,00
33
32
D=75mm
UND
2,00
39.151,00
78.302,00
35
D=75mm (3")
UND
1,00
6.881.238,38
6.881.238,38
38
UND
3,00
594.550,00
1.783.650,00
39
UND
0,00
731.296,50
0,00
UND
3,00
386.236,13
1.158.708,38
UND
29,00
21.897,00
635.013,00
UND
2,00
29.671,79
59.343,58
40
43
44
- 195 -
APÉNDICE E
OBRA:
ESTADO MIRANDA
N°
DESCRIPCIÓN
UNID
CANT.
P.U.
TOTAL BS.
46
MEDIDOR
UND
29,00
156.000,00
4.524.000,00
UND
58,00
12.500,00
725.000,00
JGO
1,00
86.968,75
86.968,75
m
1.800,00
3.915,16
7.047.288,00
Ton
0,00
145.309,08
0,00
m3
0,00
477.565,93
0,00
Kg
18,95
2.714,07
51.431,63
m3
4,50
33.670,01
151.515,05
UND
1,00
68.177,21
68.177,21
m3
0,00
336.413,31
0,00
DÍA
51,00
16.284,41
830.504,91
DÍA
51,00
16.524,82
842.765,82
47
48
316-0311
51
443-0
53
441-23
54
691-3
55
56
57
422-2
58
891-2
59
60
892-2
TOTAL
87.934.489,02
Bs
- 196 -
APÉNDICE F
Plano de la Propuesta Definitiva
- 197 -

Diseño de la red de distribución de agua potable de las

Transcription

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