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TANQUE REGULADOR

Presentado Por: Luz Dary Perea Hernández Fredy Blandón Gutiérrez Yorlin Yaneth Palomeque Murillo

Presentado A: Ing. Msc. Luz Esperanza Moya Lozano

Universidad Tecnológica del Chocó ‘Diego Luis Córdoba’ Facultad de Ingenierías Programa de Ingeniería Civil Materia: Acueductos y Alcantarillados Nivel: VIII

02-06-2020 Quibdó - Chocó

INTRODUCCION

El tanque de regulación (almacenamiento en algunos casos) es la parte del sistema de derivación/distribución que por una parte recibe un gasto desde la fuente de abastecimiento y por otra debe satisfacer las demandas variables de consumo humano y pecuario a lo largo del día. Los tanques reguladores o de almacenamiento  en sistemas de abastecimiento de agua tienen como funciones: Atender  las variaciones del consumo de agua, almacenando ésta en los periodos en los cuales el suministro de agua al tanque  es mayor que el consumo, y, suministrar parte del caudal almacenando, en los periodos en los cuales  el consumo es mayor que el suministro, para suplir así  la deficiencia, Mantener las presiones de servicio en

la

red

de

distribución.

Mantener almacenada cierta cantidad de agua para atender situaciones de emergencia como incendios, o interrupciones por daños en bocatoma, aducción, desarenador o conducción. Existen diferentes tipos de tanques que se pueden construir en función de las condiciones naturales del terreno, del tipo de material que hay en la zona y de la mano de obra disponible, entre otros.

JUSTIFICACION Un acueducto es construido para prestar de una manera eficiente el servicio de agua potable, ya que en cualquier comunidad es un derecho de suma importancia, disponer de un sistema de aprovisionamiento de agua que satisfaga sus necesidades vitales. El contar con este recurso para lograr desarrollar sus actividades cotidianas sin ningún tipo de problema que pueda obstaculizar tanto el progreso económico como social de la comunidad. Además el sistema de abastecimiento de agua es proyectado para atender las necesidades de una comunidad durante un determinado periodo, por lo tanto es necesario evaluar cada una de las variables que interviene en el funcionamiento del sistema en el momento en el que se presenten fallas en la prestación de servicio, ya que la vida útil de algunas de las estructuras llegan a su fin, por lo tanto es necesario volver a proyectar y construir un sistema flexible y eficiente. Por lo anterior, podemos apreciar y definir la importancia que tiene cada uno de los componentes de un sistema de acueducto;

en este caso “EL TANQUE

REGULADOR” de este modo y por cuestiones más practicas debido a que los tanques de almacenamiento desempeñan un papel básico para el diseño del sistema de distribución de agua, tanto desde el punto de vista económico, así como por su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema y en el mantenimiento de un servicio eficiente; se estriba la necesidad diseñar un tanque que Compensé las variaciones de los consumos que se producen durante el día y que pueda  mantener las presiones adecuadas en la red de distribución.

OBJETIVOS Objetivo General 

Calcular analítica y gráficamente, el volumen y las dimensiones del tanque elevado Alimentado por bombeo en turnos de: 5AM : 9 AM y de las 18PM a las 22 PM

Objetivos específicos  Proporcionar las bases de diseño de los diferentes tanques.  Definir los lineamientos y criterios generales que se deben seguir, para el diseño de un tanque regulador o de control de caudal.  Establecer las necesidades de demanda y las variaciones de consumo.  realizar el estudio de acuerdo con lo establecido en el RAS-2000 “Población, Dotación y Demanda” de esta norma, para determinar la capacidad actual y futura del tanque.

MARCO TEORICO TANQUE REGULADOR Debido a que el consumo de agua en la población no es constante, sino que, por el contrario, varía según la hora del día, y dado que el consumo es un caudal teóricamente constante (caudal máximo diario), es necesaria la construcción de un tanque regulador que amortigüe la demanda horaria. (caudal máximo diario), es necesaria la construcción de un tanque regulador que amortigüe las demandas horarias. La función básica del tanque es almacenar agua en los períodos en los cuales la demanda es menor que el suministro, de tal manera que en los períodos en los que la demanda sea mayor que el suministro se complete el déficit con el agua almacenada inicialmente. En general, se puede establecer que las dimensiones de un tanque regulador se determinan para cumplir las siguientes funciones: 

Compensar las variaciones en el consumo de agua durante el día.



Tener una reserva de agua para atender los casos de incendio.



Disponer de un volumen adicional para casos de emergencia, accidentes, reparaciones o cortes de energía eléctrica (cuando haya un sistema de bombeo).



Dar una presión adecuada a la red de distribución en la población

Los tanques pueden construirse sobre el terreno (superficial, semienterrado o enterrado) si se dispone de un desnivel topográfico adecuado que permita el funcionamiento de la red de distribución, con las normas adecuadas de presión. En el caso de no disponer de la condición topográfica anterior, se debe proyectar un tanque elevado, teniendo en cuenta que esto implica un tanque de succión y una estación de bombeo, los cuales han de diseñarse para el volumen horario demandado por la comunidad. El tanque enterrado o semienterrado debe estar alejado de toda fuente de contaminación, como por ejemplo tuberías de alcantarillado sanitario (distancia

mínima entre 30 y 45 metros), pozos sépticos, letrinas o sitios de disposición de basuras. Puede construirse un sistema·', de drenaje perimetral que reduzca la posible contaminación. El material del tanque debe ser impermeable y se ha de proteger contra la posible corrosión causada por el agua. El diseño estructural del tanque debe permitir resistir los empujes hidrostáticos, empujes de tierra y flotación del mismo cuando éste se encuentre desocupado, procurando que la placa de fondo se encuentre a una distancia mínima de 0,5 m por encima del nivel freático máximo. Desde el punto de vista hidráulico, la forma del tanque no tiene gran importancia y puede ser cuadrada, rectangular o circular. La forma tiene mayor influencia en el diseño estructural y de cimentación del tanque.

En teoría, la red de distribución resulta más económica si el tanque se localiza en el centro de gravedad de la población; sin embargo, por razones de espacio, estética y seguridad, lo anterior casi nunca es posible.

TIPOS DE TANQUES Cuando el tanque no ocupe el centro de gravedad, puede tener varias funciones, según su localización.

Tanque de distribución: Se tendrá un tanque de distribución cuando el agua llegue éste antes de llegar a la población. Este es el caso de los tanques de distribución Tanque de compensación: Este tipo de tanques se sitúa en el extremo opuesto. de la entrada de agua a la red de distribución, como se indica en la figura 12.3. Como se observa en dicha figura, cuando el consumo es nulo la totalidad del agua llega al tanque de compensación través de la red de distribución. Cuando el consumo iguala al suministro, no entra ni sale agua del tanque, y cuando el consumo es mayor que el suministro, se surtirá a la población tanto por la línea directa como por el tanque de compensación.

TAREA EN GRUPO Calcular analítica y gráficamente, el volumen y las dimensiones del tanque elevado alimentado por bombeo en turnos de: 5 AM : 9 AM y de las 18PM a las 22 PM de acuerdo al siguiente historial de consumo. También se debe calcular la capacidad del tanque de succión a partir del cálculo del tanque elevado y calcular el tanque alimentado por bombeo las 24 horas del día o por gravedad. De acuerdo al siguiente historial de consumo. Nivel de riesgo medio. HORAS 12-1 AM 1-2 AM 2-3 AM 3-4 AM 4-5 AM 5-6 AM 6-7 AM 7-8 AM 8-9 AM 9-10 AM 10-11 AM 11-12 AM 12-13 PM 13-14 AM 14-15 AM 15-16 AM 16-17 AM 17-18 AM 18.19 AM 19-20 AM 20-21 AM 21-22 AM 22-23 PM 23-24 PM ́

CONSUMO (M3) 65, 6 72 86,4 140, 4 216 223, 2 187, 2 180 165, 6 163 158, 4 180 165, 6 180 172, 8 140, 4 126 108 86, 4 82, 8 79, 2 72 68, 4 52

curva de consumo horario 250

%QMD

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

HORA

SUMINISTRO POR GRAVEDAD O BOMBEO 24 HORAS Hora Consumo ∑ consumo suministro ∑ suministro deficit acum ∑ deficit acu volumen 0-1 65,6 65,6 132,1 132,1 66,5 66,5 448,9 1-2 72 137,6 132,1 264,3 60,1 126,7 509,0 2-3 86,4 224 132,1 396,4 45,7 172,4 554,8 3-4 140,4 364,4 132,1 528,6 -8,3 164,2 546,5 4-5 216 580,4 132,1 660,7 -83,9 80,3 462,6 5-6 223,2 803,6 132,1 792,9 -91,1 -10,7 371,6 6-7 187,2 990,8 132,1 925,0 -55,1 -65,8 316,5 7-8 180 1170,8 132,1 1057,1 -47,9 -113,7 268,7 8-9 165,6 1336,4 132,1 1189,3 -33,5 -147,1 235,2 9-10 163 1499,4 132,1 1321,4 -30,9 -178,0 204,4 10-11 158,4 1657,8 132,1 1453,6 -26,3 -204,2 178,1 11-12 180 1837,8 132,1 1585,7 -47,9 -252,1 130,2 12-13 165,6 2003,4 132,1 1717,8 -33,5 -285,6 96,8 13-14 180 2183,4 132,1 1850,0 -47,9 -333,4 48,9 14-15 172,8 2356,2 132,1 1982,1 -40,7 -374,1 8,3 15-16 140,4 2496,6 132,1 2114,3 -8,3 -382,3 0,0 16-17 126 2622,6 132,1 2246,4 6,1 -376,2 6,1 17-18 108 2730,6 132,1 2378,6 24,1 -352,1 30,3 18-19 86,4 2817 132,1 2510,7 45,7 -306,3 76,0 19-20 82,8 2899,8 132,1 2642,8 49,3 -257,0 125,4 20-21 79,2 2979 132,1 2775,0 52,9 -204,0 178,3 21-22 72 3051 132,1 2907,1 60,1 -143,9 238,5 22-23 68,4 3119,4 132,1 3039,3 63,7 -80,1 302,2 23-24 52 3171,4 132,1 3171,4 80,1 0,0 382,3     volumen del tanque superficial     volumen del tanque l Md - Ms l l -382,3 - 172,4 l 554,8 m³

volumen para la regulacion de la demanda domestica volumen superficial alimentado por gravedad o bombeo 24 horas factor de riego medio

20%

suministro por hora volumen tanque superficial maximo deficit maximo sobrante

0,2 132,1

382,3 172,4

NOTA : EL VOLUMEN MAXIMO DE DEFICIT SE SUPONE % consumo maximo diario volumen de incendio volumen del tanque

554,8 111,0 665,7

chequeo volumen del tanque V

(c/3)

1057,13333 m³

PREDIMENSIONAMIENTO Tanque superficial volumen

1057,13333

De la tabla 12,2 del libro ¨Lopez Cualla¨se escoje K K

1,3

Profundidad H B=L

4,82 14,80

Altura de Regulación

Nuevos predimensionamiento H K 2 B=L Volumen

2,53

5,52 13,83 1057,13333

TANQUE ELEVADO, SUMINISTRO POR BOMBEO Consumo ∑ consumo suministro ∑ suministro deficit acum ∑ deficit acu volumen 65,6 65,6 0,0 0,0 -65,6 -65,6 1079,3 72 137,6 0,0 0,0 -72,0 -137,6 1007,3 86,4 224 0,0 0,0 -86,4 -224,0 920,9 140,4 364,4 0,0 0,0 -140,4 -364,4 780,5 216 580,4 0,0 0,0 -216,0 -580,4 564,5 223,2 803,6 396,4 396,4 173,2 -407,2 737,7 187,2 990,8 396,4 792,9 209,2 -198,0 947,0 180 1170,8 396,4 1189,3 216,4 18,5 1163,4 165,6 1336,4 396,4 1585,7 230,8 249,3 1394,2 163 1499,4 0,0 1585,7 -163,0 86,3 1231,2 158,4 1657,8 0,0 1585,7 -158,4 -72,1 1072,8 180 1837,8 0,0 1585,7 -180,0 -252,1 892,8 165,6 2003,4 0,0 1585,7 -165,6 -417,7 727,2 180 2183,4 0,0 1585,7 -180,0 -597,7 547,2 172,8 2356,2 0,0 1585,7 -172,8 -770,5 374,4 140,4 2496,6 0,0 1585,7 -140,4 -910,9 234,0 126 2622,6 0,0 1585,7 -126,0 -1036,9 108,0 108 2730,6 0,0 1585,7 -108,0 -1144,9 0,0 86,4 2817 396,4 1982,1 310,0 -834,9 310,0 82,8 2899,8 396,4 2378,6 313,6 -521,3 623,7 79,2 2979 396,4 2775,0 317,2 -204,0 940,9 72 3051 396,4 3171,4 324,4 120,4 1265,3 68,4 3119,4 0,0 3171,4 -68,4 52,0 1196,9 52 3171,4 0,0 3171,4 -52,0 0,0 1144,9 volumen del tanque superficial volumen del tanque l Md - Ms l l -1144,9 - 249,3 l 1394,2 m³ Hora 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24

volumen para la regulacion de la demanda domestica volumen superficial alimentado por gravedad o bombeo 24 horas factor de riego medio

20%

suministro por hora

0,2 396,4

volumen tanque superfi cial maximo defi cit maximo sobrante

1144,9 -224,0

NOTA : EL VOLUMEN MAXIMO DE DEFICIT SE SUPONE % consumo maximo diario volumen de incendio volumen del tanque

1394,2 278,8 1673,0

chequeo volumen del tanque V

(c/3)

1057,13333 m³

PREDIMENSIONAMIENTO tanque superfi cial volumen

1057,13333

De la tabla 12,2 del libro ¨Lopez Cualla¨se escoje K K

1,3

Profundidad H B=L

4,82 14,80

Altura de Regulación

Nuevos predimensionamiento H K 2 B=L Volumen

6,36

5,52 13,83 1057,13333

Hora Consumo 0-1 0,0 1-2 0,0 2-3 0,0 3-4 0,0 4-5 0,0 5-6 396,4 6-7 396,4 7-8 396,4 8-9 396,4 9-10 0,0 10-11 0,0 11-12 0,0 12-13 0,0 13-14 0,0 14-15 0,0 15-16 0,0 16-17 0,0 17-18 0,0 18-19 396,4 19-20 396,4 20-21 396,4 21-22 396,4 22-23 0,0 23-24 0,0     volumen del tanque

TANQUE DE SUCCIÓN ∑ consumo suministro ∑ suministro deficit acum 0,0 132,1 132,1 132,1 0,0 132,1 264,3 132,1 0,0 132,1 396,4 132,1 0,0 132,1 528,6 132,1 0,0 132,1 660,7 132,1 396,4 132,1 792,9 -264,3 792,9 132,1 925,0 -264,3 1189,3 132,1 1057,1 -264,3 1585,7 132,1 1189,3 -264,3 1585,7 132,1 1321,4 132,1 1585,7 132,1 1453,6 132,1 1585,7 132,1 1585,7 132,1 1585,7 132,1 1717,8 132,1 1585,7 132,1 1850,0 132,1 1585,7 132,1 1982,1 132,1 1585,7 132,1 2114,3 132,1 1585,7 132,1 2246,4 132,1 1585,7 132,1 2378,6 132,1 1982,1 132,1 2510,7 -264,3 2378,5 132,1 2642,8 -264,3 2774,9 132,1 2775,0 -264,3 3171,3 132,1 2907,1 -264,3 3171,3 132,1 3039,3 132,1 3171,3 132,1 3171,3 132,1 volumen del tanque superficial l Md - Ms l

l -792,8 - -1189,3 l

∑ deficit acu 132,1 264,3 396,4 528,6 660,7 396,4 132,1 -132,2 -396,4 -264,3 -132,2 0,0 132,1 264,3 396,4 528,5 660,7 792,8 528,6 264,3 0,1 -264,2 -132,1 0  

volumen 528,6 660,7 792,9 925,0 1057,2 792,9 528,6 264,3 0,0 132,1 264,3 396,4 528,6 660,7 792,9 925,0 1057,1 1189,3 925,0 660,8 396,5 132,2 264,4 396,5  

1189,3 m³

volumen para la regulacion de la demanda domestica volumen superficial alimentado por gravedad o bombeo 24 horas factor de riego medio

20%

suministro por hora volumen tanque superficial maximo deficit maximo sobrante

0,2 132,1

396,5 -396,4

NOTA : EL VOLUMEN MAXIMO DE DEFICIT SE SUPONE % consumo maximo diario volumen de incendio volumen del tanque

792,9 158,6 951,4

chequeo volumen del tanque V

(c/3)

1057,10667 m³

PREDIMENSIONAMIENTO tanque superfi cial volumen

1057,10667

De la tabla 12,2 del libro ¨Lopez Cualla¨se escoje K K

1,3

Profundidad H B=L

4,82 14,80

Altura de Regulación

Nuevos predimensionamiento H K 2 B=L Volumen

3,62

5,52 13,83 1057,10667

CONCLUSIÓN Se calculó el volumen y las dimensiones del tanque elevado alimentado por gravedad, además de la capacidad del tanque de succión donde pudimos ver que tanto el tanque elevado, tanque de succión y el tanque superficial nos dieron las mismas dimensiones. Con este diseño se puedo afianzar los con conceptos correspondientes al diseño de tanques de almacenamiento teniendo unos requisitos mínimo para el diseños y funcionamiento de estos, entendiendo así como determinar las dimensiones y el volumen de un tanque regulador.

BIBLIOGRAFÍA (Ministerio de vivienda, ciudad y territorio Reglamento técnico para el sector de agua potable y saneamiento básico - RAS -, Resolución 0330 . (2017). LÓPEZ CUALLA, R. A. (s.f.). Elementos de diseño para acueductos y alcantarillado. 2ed. esuela colombiana de Ingeniería.