sistema de bombeo para la segunda seccion de la colonia potrero la laguna en coacalco, estado de...

7/18/2019 Sistema de Bombeo Para La Segunda Seccion de La Colonia Potrero La Laguna en Coacalco, Estado de Mxico

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Sistema de Bombeo para la segunda seccin de la colonia Potrero de Laguna en Coacalco, Estado de Mxico.

P. Hernndez Ayala Adn. Ingeniera Mecnica. ESIME-Unidad Profesional Azcapotzalco.1

ndice.

CAPTULO PAG.

Objetivos. 4Justificacin. 5Introduccin. 6

CAPTULO I. DESCRIPCIN DEL PROBLEMA Y PROPUESTAS DE SOLUCIN. 71.1 Planteamiento del problema. 71.2 Propuestas de solucin. 7

1.2.1 Control de la explosin demogrfica. 7

1.2.2 Planta de tratamiento de aguas negras. 81.2.3 Rediseo de la red de distribucin. 91.2.4 Ampliacin de la estacin de bombeo. 101.2.5 Construccin de nuevos pozos. 101.2.6 Rehabilitacin de pozos. 111.2.7 Programa de horarios. 111.2.8 Sistema de bombeo exclusivo de la colonia. 121.2.9 Propuesta seleccionada. 12

1.3 Antecedentes del sistema de bombeo. 131.3.1 Pozo N 10 del ramal Los Reyes Ecatepec. 131.3.2 Estacin de bombeo de la segunda seccin de la colonia

Potrero la Laguna. 15

CAPTULO II. DATOS NECESARIOS DEL SISTEMA DE BOMBEO. 202.1 Normatividad y reglamentacin aplicable al sistema de bombeo. 20

2.1.1 Ley de Aguas Nacionales. 202.1.2 Ley del Agua del Estado de Mxico. 212.1.3 S.A.P.A.SA.C. 212.1.4 Normas Oficiales del Sector Agua. 21

2.2 Datos de Diseo. 222.2.1 Periodos de diseo. 222.2.2 Poblacin. 23

2.2.3 Consumo. 282.2.4 Demanda. 292.2.5 Dotacin. 302.2.6 Gastos de diseo. 302.2.7 Coeficientes de regularizacin. 32


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ndice.

CAPTULO PAG.

CAPTULO III. MEMORIA DE CLCULO. 343.1 Clculos Preliminares. 34

3.1.1 Dimetro de la tubera. 343.1.2 Lnea de conduccin. 363.1.3 Zanjas para la instalacin de la tubera. 403.1.4 Equipo de bombeo para el pozo 423.1.5 Equipo de bombeo para la estacin. 523.1.6 Curva del sistema en la estacin de bombeo. 59

3.1.7 Tipo de material de la tubera. 643.1.8 Desinfeccin. 653.2 Diseo Propuesto. 65

3.2.1 Datos de proyecto. 653.2.2 Tubera. 663.2.3 Equipos de bombeo. 673.2.4 Proceso de construccin. 673.2.5 Plano descriptivo del sistema de bombeo. 69

3.3 Aplicacin del proyecto. 69

CAPTULO IV. ANLISIS ECONMICO. 71

4.1 Presupuesto de obra. 724.2 Financiamiento del proyecto. 784.2.1 Pago del sistema de bombeo. 784.2.2 Pago del mantenimiento del Sistema de Bombeo. 804.2.3 Pago del agua. 81

Conclusiones. 82Glosario. 84Anexos. 88Bibliografa. 96


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El Ingeniero Mecnico para enfrentar el reto del agua,

debe plantear soluciones cuya claridad de concepcin

y firmeza de ejecucin vayan mas haya de la

complejidad del problema.


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OBJETIVOS.

Objetivo particular.

Proponer el diseo de un sistema de bombeo, a modo de que ste proporcione demanera constante y eficiente, el servicio de agua potable, sino durante las 24 horas delda, al menos durante el tiempo en que los habitantes de la segunda seccin de lacolonia Potrero la Laguna, en el municipio de Coacalco, perteneciente al Estado deMxico, llevan a cabo sus actividades y necesidades diarias; haciendo una evaluacinde todos aquellos factores sociales, tericos y tcnicos que puedan ayudar de manerainmediata a solucionar el problema, del deficiente servicio que actualmente se tiene enesta colonia.

Objetivo general.

Lograr que el rgano operador de agua potable en el municipio de Coacalcodenominado Servicio de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento de Coacalco(S.A.P.A.SA.C.), acepte la propuesta de solucin, desarrollada en este trabajo, queayude a resolver el problema de fallas en el servicio de agua potable por variosfactores que lo hacen inconstante e insuficiente.


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JUSTIFICACIN.

El problema de insuficiencia del servicio de agua potable, en cualquier lugar es algoque puede impedir el desarrollo de las actividades y necesidades de cualquier grupo depersonas. El uso del agua en la vida del hombre va desde el aseo personal,necesidades fisiolgicas y en segundo plano la limpieza del hogar, del auto o el riegode los jardines. El hecho de no poder cubrir lo anterior, provoca un problema social,que se puede llegar a resolver poniendo en prctica una o varias propuestasmencionadas en este trabajo.

Debido a que la mayora de los habitantes de esta colonia se trasladan hacia el DistritoFederal, para llegar a sus lugares de trabajo, las actividades comienzan desde muytemprano y terminan ya tarde, por lo tanto el abastecimiento de agua debe decomenzar y terminar a un mismo ritmo. Si se contara con un mayor tiempo desuministro de agua, los habitantes podran llevar a cabo sus necesidades de un modoms sencillo y cmodo.

Se est consciente de las dimensiones del problema, es por ello que se requierenanalizar diferentes alternativas. Al contar con los medios y herramientas, se buscardarle una sencilla solucin y sin mayor complicacin al mal servicio con queactualmente se cuenta. El llegar a poner en prctica este Sistema de Bombeo, elbeneficio se vera reflejado en una poblacin de 12,039 habitantes, que contaran conagua en sus domicilios la mayor parte del da.

Afortunadamente se cuenta con la ventaja de que la Ley del agua del Estado deMxico, apoya la participacin de la sociedad civil en: reformar leyes, conservacin encantidad y calidad, planes de desarrollo, seguimiento a los proyectos que beneficien ala comunidad y dems, a lo que al recurso se refiere. Por otra parte si se demuestra lascondiciones desfavorables del servicio de agua potable de alguna comunidad y con elapoyo del gobierno municipal y estatal, de acuerdo a la ley de aguas nacionalesnuestro caso puede ser evaluado y aprobado segn las disposiciones aplicables dedicha ley.

Bajo la mejor propuesta analizada, se tendra un adecuado y constante suministro de

agua potable y de mayor duracin comparado con el que se contaba en un principio,durante los primeros asentamientos de la colonia. Resaltando por ltimo que con estetipo de proyectos se comienza con una nueva cultura de apoyo entre sociedad yautoridades, de este modo no slo se podran resolver problemas de carcter hdrico,sino tambin muchos otros.


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INTRODUCCIN.

El presente trabajo de tesis, propone la solucin para que se suministre de maneraconstante y eficiente de agua potable, durante el tiempo en que los habitantes de lasegunda seccin de la colonia Potrero la Laguna, en el municipio de Coacalco,perteneciente al Estado de Mxico, puedan llevar a cabo cmodamente sus actividadesdurante el da. El marco dentro del cual se desarrollar este trabajo ser el deanteproyecto, esto quiere decir, si se lograse a cumplir con el objetivo general de estatesis, corresponder al organismo operador del servicio de agua potable del municipiode Coacalco, ultimar los detalles que aprueben la aplicacin de este proyecto.

El nmero de captulos que contiene este trabajo son cuatro los cuales llevarn enorden progresivo, los ttulos siguientes: primero, descripcin del problema ypropuestas de solucin; segundo, datos necesarios del sistema de bombeo; tercero,memoria de clculo y cuarto, anlisis econmico.

En el captulo primero, se plantear el problema que da pie a la realizacin de estetrabajo de tesis y las propuestas de solucin que podran ser aplicadas, evaluando lasventajas y desventajas de cada una de estas ltimas, seleccionando al final la que elsuscrito crea que tiene ms posibilidades de llevarse a cabo. Describiendo al final delcaptulo los antecedentes de las propuesta seleccionada.

En el captulo segundo, determinaremos primeramente bajo que leyes y normas tendrque sujetarse la propuesta seleccionada y por ltimo los datos de diseo que nosperfilen el proyecto, los cuales precedern los clculos tcnicos necesarios para elegir

cualquier tipo de mecanismo que incluya la propuesta seleccionada.

En el captulo tercero, con el objeto de disear un proyecto eficiente, se llevarn a cabotodos los clculos tcnicos mnimos necesarios que se requieran para el desarrollo de lapropuesta seleccionada. Al final del captulo y como antecedente del presupuesto delproyecto, se har mencin de una breve descripcin del proceso de construccin delproyecto.

En el cuarto y ltimo captulo, se desarrollar el presupuesto y financiacin de la obra oproyecto a desarrollar detallando quien y en que cantidad de dinero invertirn parallevar a cabo la mejor propuesta para resolver el problema en cuestin.

En la parte final del presente trabajo el suscrito incluye las conclusiones del desarrollode la propuesta de solucin seleccionada, el glosario que hace mencin del significadode algunos conceptos que se utilizaran durante la elaboracin del trabajo, anexos quenos servirn de apoyo para llevar a cabo clculos, consideraciones, inclusoafirmaciones y suposiciones que en conjunto darn el perfil al presente trabajo y porltimo se har mencin a la bibliografa consultada.


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CAPTULO I.

DESCRIPCIN DEL PROBLEMA Y PROPUESTAS DE SOLUCIN.

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El problema que da pie a la realizacin del presente trabajo, se origina dentro de lacolonia denominada Unidad Habitacional Potrero la Laguna segunda seccin, en elmunicipio de Coacalco perteneciente al Estado de Mxico. En esta colonia inicialmentelos horarios del servicio de agua potable, durante el da, eran tres. Por la maana de5:00 a 12:00 horas, por la tarde de 14:00 a 17:00 horas y por la noche de 19:00 a22:00 horas. Teniendo un total de 13 horas de servicio.

El crecimiento de la poblacin, escasas fuentes de extraccin, menor duracin de lastemporadas de lluvia y deterioro de los actuales sistemas de bombeo y abastecimientode agua, han provocado que sean recortados los horarios del servicio.

Actualmente el servicio, que como se dijo debera de proporcionarse 13 horas diarias,en ocasiones se ha recortado hasta en 3 4 horas al da y en casos extremos no setiene agua por uno o dos das. En concreto, el problema radica en que por motivospolticos, econmicos, sociales o tcnicos, no se cuenta con un servicio constante deabastecimiento de agua potable, que afecta las necesidades bsicas y actividadesimportantes de los habitantes de esta colonia.

1.2 PROPUESTAS DE SOLUCIN.

A continuacin se mencionan las posibles alternativas que servirn para solucionar elproblema de insuficiencia del servicio de agua potable en la segunda seccin de la

U.H. Potrero la Laguna. Se tratar de demostrar en cada una de ellas, del por que sio por que no, seran aplicables en funcin a lo planteado en los objetivos, de modo queal final se cuente con una propuesta, que logre el beneficio pronto y eficiente a uncosto adecuado, para poder ponerla en prctica.

1.2.1 Control de la explosin demogrfica.

Se podran crear planes de contingencia o de desarrollo urbano, los cuales traten defrenar el crecimiento de la poblacin, pero hay que tener en cuenta que todas laspersonas tienen derecho a la vivienda, por ello no se le puede negar a alguien que hacomprado un predio que construya en el, cualquier tipo de obra.


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Actualmente el municipio de Coacalco, es uno de los que ms ha presentado unincremento desmedido de los fraccionamientos o casas de inters social, ya que antescontaba con grandes campos que eran utilizados para la siembra de alfalfa y maz (ref.

12).

La ciudad de Mxico, desde aos atrs presenta tambin problemas de sobrepoblacin,por tanto, muchos de sus habitantes han optado por emigrar hacia los municipiosconurbanos a sta, debido a que el gobierno federal ha otorgado crditos para que lostrabajadores al servicio del estado tengan una casa relativamente propia, comnmenteen algn punto del Estado de Mxico.

Algunas desventajas de esta propuesta se reflejan principalmente en que lasautoridades municipales y las constructoras de estos conjuntos habitacionales noprevn que los servicios pblicos, reas verdes, vas de comunicacin, etc. rinden cadavez menos y quiz por intereses polticos o particulares, se siguen construyendo cadavez ms este tipo de obras.

Debido a lo anterior, aparece otra desventaja, que es la afectacin a los actualesresidentes provocando con ello un problema social cada vez ms grande. A pesar detodas las razones anteriores sera muy difcil frenar la continuidad de estasconstrucciones. Esta alternativa no sera la adecuada para tener por ms tiempo elsuministro de agua, por tanto habra que pensar, en nuestro caso, en otra solucin alproblema que nos atae.

1.2.2 Planta de tratamiento de aguas negras.

Esta alternativa traera grandes ventajas no slo para la colonia sino para todo elmunicipio de Coacalco, ya que consiste en la construccin de una planta de tratamientode aguas negras que de, al lquido, las caractersticas mnimas de calidad paraabastecer a los usuarios y cubrir diferentes actividades, no slo dentro del municipiosino tambin para comunidades cercanas a l, por el hecho de que se tendra unvolumen en bloque de agua.

Las ventajas que dara el aplicar esta alternativa como ya se menciono, es tener unvolumen extra de agua que bien podra utilizarse para el riego de los jardines, obraspblicas, control de incendios, sistemas sanitarios, etc. Adems en condiciones de

emergencia apoyar a colonias que estn en la periferia del municipio. Para llevar acabo esta propuesta habra que realizar estudios tanto del suelo como de la calidad delagua y como no se cuenta con un sistema para captacin de aguas pluviales, sepotabilizaran nicamente las agua negras.

Como desventajas de esta alternativa se tienen las siguientes. Tendra que pensarse enun beneficio para ms comunidades ya que la construccin de este tipo de obrasimplica un costo bastante elevado.


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Si es que se quiere beneficiar a una sola comunidad de acuerdo al objetivo de esteproyecto, la relacin del beneficio contra el costo de la obra sera muchsimo menor,por que en promedio este tipo de obras tiene un costo total de $4 a 5 millones de

Dlares, (ref. 16), el equivalente a la perforacin y equipamiento de alrededor detreinta pozos y en principio, la colonia en cuestin y el municipio no tendran losrecursos econmicos para llevar a cabo esta alternativa.

Habra que agregar que la planta se tendra que construir cerca de algn canal deaguas negras, pero actualmente esto sera un imposible, ya que no se cuentan con losespacios para llevarse acabo, porque los extremos del nico canal que cruza almunicipio se encuentran habitados. Por lo general este tipo de obras estn en funcindel volumen de agua extrable del canal de aguas negras y desgraciadamente estedurante la mayor parte del ao presenta bajos niveles de agua. Momentneamente,esta alternativa se evaluar junto con las dems.

1.2.3 Rediseo de la red de distribucin.

Esta alternativa consistira en disear una nueva red de distribucin de modo que laslneas de conduccin conecten directamente a las fuentes de abastecimiento con lospuntos de entrega que pueden ser tanques elevados o de regulacin.

Las principales ventajas de esta alternativa seran que con este nuevo diseo en la redde distribucin, las fuentes de abastecimiento se ocuparan de las colonias cercanas aesta, a un radio suficiente a modo de que contacte con el de otra fuente deabastecimiento. Esto es compensar el abastecimiento de agua entre las colonias que

menos lo tienen contra las que lo tienen por ms tiempo. Ya no se dependeran demaniobras de valvuleo para poder abastecer de agua a la mayora de las coloniasactuales y futuras.

Pero desgraciadamente, ya sean pozos o tanques de regulacin se encuentran, poralgn motivo fuera de operacin, con lo cual se tiene que depender de las lneas deconduccin actuales que conducen el agua a las colonias lejanas desde la fuente deabastecimiento, lo cual sera una desventaja para la aplicacin de esta alternativa.

Una desventaja ms es que para la construccin de una nueva red de distribucin, lamayor parte del municipio se encontrara en una situacin de obra, lo cual para

S.A.P.A.SA.C. no es posible por que implicara tambin cortes al servicio de suministrode agua por un tiempo prolongado adems del costo del proyecto que sera muy alto ybajo estas condiciones, para el rgano operador de agua potable en el municipio deCoacalco, esta alternativa de solucin no sera viable, (ref. 16).


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1.2.4 Ampliacin de la estacin de bombeo.

El objetivo de esta alternativa es tener una mayor capacidad de almacenamiento de

agua potable destinada a satisfacer las necesidades y actividades de la poblacinampliando la cisterna o tanque de regulacin de la segunda seccin de la U.H. Potrerola Laguna.

Esta alternativa consistira en la ampliacin en sus dimensiones de la cisterna y deltanque elevado. Cubriendo un mayor tiempo durante el da, el suministro de agua a lospuntos de consumo, lo que cubrira perfectamente con el objetivo particular de estatesis. Como ventajas de esta propuesta se tiene que, con una mayor capacidad para elalmacenamiento de agua, el suministro actual de 13 horas pasara a ser de 24 horasdiarias. Adems, el costo sera menor comparado con la perforacin y equipamiento deun pozo profundo, el cual en promedio es de dos millones de pesos (ref. 16).

Tal vez el tanque elevado podra quedarse igual, pero si habra que ampliar la cisterna,pero desgraciadamente por su ubicacin en la unidad habitacional, ya no se cuenta conel espacio suficiente para dichas ampliaciones puesto que por un lado se encuentra unaescuela primaria y por otro queda a la orilla de la calle Nicols Morelos. Tomando encuenta tambin que durante el tiempo que tome la construccin de la obra, sera elmismo en el que los habitantes de dicha colonia no contaran con el servicio de aguapotable. Lo ideal para nuestro problema es que pueda resolverse sin que la colonia sevea afectada en la aplicacin de cualquier alternativa de solucin y principalmente porlos dos ltimos argumentos es que esta alternativa no puede ser aplicable.

1.2.5 Construccin de nuevos pozos.

El objetivo de esta alternativa es la perforacin y equipamiento de nuevos pozosubicados estratgicamente dentro del municipio de Coacalco, para aumentar el tiempode abastecimiento de agua potable. Lo cual traera como ventajas, no slo el beneficiode la colonia en cuestin, sino que tambin, en las colonias ya existentes y futurastendran un prolongado servicio de agua potable. Para el caso de las colonias futuras,se garantizara como mnimo el abastecimiento por horarios.

La principal desventaja de esta alternativa es la Comisin Nacional del Agua que es elorganismo federal, encargado de administrar las aguas nacionales, cedi al rgano

operador del municipio de Coacalco (S.A.P.A.SA.C.), nicamente 20 ttulos depropiedad para la perforacin y montaje de pozos dentro de su territorio. Pudiendocambiar la ubicacin dentro del municipio de dichos pozos, pero no el nmero de estos,es decir slo 20 pozos pueden operar. Por tanto esta alternativa que tiene por objetoproporcionar un mayor volumen de agua para abastecer a la colonia en cuestin se vesuperada por la opcin de rehabilitar los pozos, que por algn motivo estn fuera deoperacin.


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1.2.6 Rehabilitacin de los pozos.

El objetivo de esta alternativa es la de contar con el gasto volumtrico proporcionado

por los pozos que se encuentren por algn motivo fuera de operacin, llevando a caboun programa de rehabilitacin, en todos ellos. Teniendo como ventajas, que se cuentecon un mayor tiempo de abastecimiento de agua potable y el beneficio no slo de lacolonia en cuestin sino tambin en el resto del municipio de Coacalco.

La desventaja de esta alternativa es que los pozos que abastecan a nuestra estacinde bombeo son dos y cabe mencionar que eran propios de la primera y segundaseccin de la U.H. Potrero la Laguna, pero actualmente ambos se encuentran fuerade operacin, que de acuerdo a datos de S.A.P.A.SA.C., son pozos que ya no contabancon agua suficiente desde hace aproximadamente 7 aos, lo cual no hacia rentableseguirlos operando.

Existe un programa de rehabilitacin, el cual consiste en dar mantenimiento tanto alequipo electromecnico como al pozo y que actualmente est puesto en prctica porparte de S.A.P.A.SA.C., pero la condicin es llevarlo acabo en pozos que produzcan ungasto de 80 a 100 lps. En el caso de los propios pozos de nuestra la colonia, el gastoque producan era de 15 a 20 lps, por tal motivo desde hace 7 aos se clausuraron, porlo tanto, esta opcin para resolver el problema de insuficiencia de agua en la colonia

Potrero la Laguna se descarta.

1.2.7 Programa de horarios.

El objetivo de esta propuesta es alternar el abastecimiento de agua potable en elmunicipio de Coacalco, en horarios equitativos, a modo de que el beneficio sea igualpara todos los habitantes de dicho municipio.

La ventaja de esta propuesta es que las colonias que actualmente se ven afectadas porel reducido tiempo de suministro de agua potable, entre ellas la segunda seccin de la

U.H. Potrero la Laguna, se les ample el horario de servicio y no slo sean unascuantas colonias las que cuenten con un servicio de tiempo completo.

Las desventajas de esta propuesta, como se mencion anteriormente, es que el diseoactual de la red de distribucin por medio de la apertura y cierre de las vlvulas de

seccionamiento, abastece de agua a las colonias del municipio en diferentes horarios.De modo que el valvuleo en la red, siempre se favorecer el suministro a las coloniasdel rea del centro del municipio. El hecho es, que a pesar de que se piense enfavoritismos, la cierto es que por el diseo de la red, siempre habr coloniasinconformes por la falta del servicio de agua potable. Desgraciadamente no siempresern las mismas colonias, ni el mismo nmero de habitantes por lo tanto la demandaaumentar en tanto aumente la poblacin.


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Actualmente cada vez son ms los fraccionamientos construidos en el municipio, portanto la demanda ha aumentado de igual modo. Por eso aunque se administre lacantidad de agua asignada a cada colonia, siempre habr que tener en cuenta el hecho

de cmo obtener ms para abastecer a la poblacin. En base a lo anterior y muy por elcontrario, en un futuro se vern reducidos los horarios de servicio no slo de nuestracolonia, sino de las restantes.

1.2.8 Sistema de bombeo exclusivo para la colonia.

La base de esta propuesta es conectar una fuente de abastecimiento ajena a la red dedistribucin del municipio directamente al tanque regulador de la estacin de bombeode nuestra colonia. Afortunadamente existe, a una distancia de aproximadamente doskilmetros de la estacin de bombeo, una batera de pozos operada por la CNA, lo cualinicialmente sera una ventaja aunado a que el terreno entre un punto y otro seencuentra casi despoblado, tal vez por no contar con servicios pblicos mnimos. Alaplicar esta alternativa, el suministro de agua en la colonia podra ser de 24 horasdiarias.

Por otra parte, la principal desventaja de esta alternativa es que el conjunto de pozos,aunque operado por un organismo federal, se encuentra fuera de los lmites deCoacalco, es decir dentro del municipio de Ecatepec de Morelos. Al igual que las demspropuestas antes mencionadas, sta se evaluar para su posible aplicacin.

1.2.9 Propuesta seleccionada.

Todas y cada una de las propuestas son aplicables en cierta medida, pero lo que sebusca es solucionar de una manera eficaz, rpida y a bajo costo el problema delinsuficiente servicio de agua potable en la colonia en cuestin. Una vez analizadas cadauna de ellas, se lleg a la conclusin de que el Sistema de Bombeo mencionado en elinciso 1.2.8., es la propuesta adecuada para resolver nuestro problema. Por lo tanto, apartir de este punto se comenzar con el desarrollo de esta propuesta la cual de unmodo general, presentara los siguientes beneficios bsicos:

El sistema sera independiente de la red de distribucin del municipio de Coacalco.El abastecimiento de agua a la colonia sera durante la mayor parte del da.

Entre la fuente de abastecimiento y estacin de bombeo no existen asentamientoshumanos que impidan la construccin de la lnea de conduccin.El tiempo de planeacin y ejecucin, sera relativamente corto.La dotacin de agua la proporcionara un pozo perteneciente a la CNA, lo cual esgaranta de abastecimiento.La operacin de la estacin de bombeo de la colonia prcticamente sera la misma.El abastecimiento podra darse a colonias cercanas a la lnea de conduccin.


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1.3 ANTECEDENTES DEL SISTEMA DE BOMBEO.

La constitucin del sistema, es sencilla: una lnea de conduccin que parta de algn

pozo cercano hacia la estacin de bombeo de la segunda seccin de la U.H. Potrero laLaguna, por lo tanto el pozo que servir para nuestro propsito es el siguiente: laderivacin del pozo 10 del ramal o batera de pozos llamado Los Reyes Ecatepec,ubicado en el margen izquierdo del canal Castera en los municipios de Tultitln yEcatepec.

Si se traza una lnea perpendicular desde el eje del acueducto hacia la cisterna,tenemos una distancia de aproximadamente de 2 km, entre ambos. El que laderivacin sea de este pozo es para que la distribucin de la tubera, no se afecteninguna zona poblada. Para ir teniendo una idea mas clara, con informacin real de lafuente de abastecimiento propuesta y de la estacin de bombeo, se har una brevesntesis de sus antecedentes y del estado actual con datos y caractersticas de cadauna de ellas.

1.3.1 Pozo N 10 del ramal Los Reyes Ecatepec (ref. 6).

Este ramal se ubica en el margen izquierdo del canal Castera en los municipios deTultitln y Ecatepec, compuesto por 35 pozos profundos, su lnea de conduccin llega ala planta de bombeo Ecatepec, la cual rebombea el caudal al tanque de Cerro Gordo,de este sitio se conduce por gravedad a la planta de bombeo El Risco, la cual hace laentrega final en el tanque Santa Isabel del D.F.

El pozo elegido para la derivacin es el nmero 10, porque cumple aspectos como:cercana con la cisterna, mejor ubicacin en funcin de la distribucin de la tubera, notiene derivacin y actualmente se encuentra operando. El estado fsico actual y la fichatcnica de este pozo se muestran en la figura 1 y tabla 1 respectivamente:

Figura 1. Pozo N 10 del ramal Los Reyes Ecatepec (ref. 6).


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1. Pozo. Modelo: LC1F265Dimetro ademe 1: 16 plg. Tamao nema: 5Prof. cambio ademe: 100.66 m. Relevadores de sobrecarga.Dimetro ademe 2: 26 plg. Marca: SIEMENSInicio ademe rasurado: 40.00 m. Rango: 150-180 AProfundidad total: 202.61 m. Bobina de control.Nivel esttico: 67 m. Marca: SIEMENSQ aforo actual: 80 lps. Piezas: 1 (Una)Presin de trabajo: 3.00 Kg/cm2. Voltaje 440 VNivel dinmico (prom.): 97 m. Transformador de control.Carga Dinmica Total: 100.9 mca. Marca: EE1

2. Equipo de bombeo. Capacidad: 500 KVAMarca: BAMSA Tensin: 110/480 VTipo Sumergible 9. Fontanera:Modelo: 132130 Vlvula Expulsora de Aire.Serie: RON-2401-2001 Marca: VAMEXNmero de Pasos: 6 (seis) Dimetro: 3 plg

3. Tubera de columna. Tipo: brigam esferaDimensiones (x long.): 6 plg. X 3.05 m Vlvula de Compuerta.Cantidad de Tubos: 40 Marca: BRIGAMLongitud total tubera: 122 m. Dimetro: 3 plgTipo de Cuerda: Cnica Vlvula Check.

4. Cabezal de descarga. Marca: MissinMarca: GOULDS Dimetro: 10 plgDimensiones: 24 plg. X 10plg Vlvula de Compuerta.

5. Motor: Marca: BRIGAMMarca: K.S.B. Dimetro: 6 plgModelo: NB-1253 Vlvula Aliviadora de Presin.Corriente: 156 A Marca: ROSSPotencia: 125 H.P. Dimetro: 6 plg

Tensin: 440 V Vlvula Seccionadora de Pozo.6 Transformador de Potencia Marca: KeystoneMarca: ESA Dimetro: 10 plgCapacidad: 150 KVA 10. Caseta.Voltaje (prim./sec.) 23000/440 Frente: 15 mCapacidad de Aceite: 405 litros Fondo: 6.50 m

7. Subestacin Elctrica. Altura: 3 mMarca: ENERGOMEX Espesor: 0.20 mCapacidad: 200 KVA Techado: malla ciclnicaTipo: EME-6 11. Cable Alimentador Motor.

8. Tablero de Baja Tensin: Calibre: 3 x 1/0Contactores. Tipo: Sumergible

Marca: SIEMENS Longitud: 128 m

Piezas: 3 (tres) Lnea(s) 1Tabla 1. Ficha tcnica del pozo N 10 del ramal los Reyes Ecatepec (ref. 6).


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1.3.2 Estacin de bombeo de la segunda seccin de la colonia Potrero laLaguna.

Los orgenes de esta estacin se dan desde la misma construccin de la unidadhabitacional, pero la operacin de esta se da a partir del ao 1992, fecha en la cual losdepartamentos empezaron a ser habitados. Se encuentra en la calle Nicols Moreloss/n, colonia Potrero la Laguna, a un costado de la escuela primaria Francisco GonzlezBocanegra.

Los datos de la estacin de bombeo se muestran en la tabla 2 y su aspecto fsico actualen la figura 2:

Concepto DescripcinCapacidad: 650.00 m3; 650,000 litros

Alto: 3.00 m.Lado: 16.59 m.

Fondo: 14.65 m.

Espesor: 0.22 m.

Material: Concreto.

Cisterna

Tanqueregulador

Observaciones:

Se encuentra seccionada en 9 (nueve) cmaras,repartidas simtricamente dentro de esta, y con unaventana de 30cm por lado, al centro de cada murode divisin. El caudal recibido es de 13.5 lps.

Soportes:4 pzs., en forma de L; de Lado1= 1.26m,Lado2= 2.23m y t= 0.4m

Altura: 21.5 m (hasta la base del tanque elevado).Torre

Material: Concreto.

Dimensiones: L= 3.25m, A= 5.55m y H= 6.25m

Espesor: 0.25m, excepto la loza que es de 0.18m

Capacidad: 106 m3: 106,000 litros.Tanqueelevado

Material: Concreto.

Tabla 2. Ficha tcnica de la estacin de bombeo (ref. 7).


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(a) (b)Figura 2. Estacin de bombeo de la 2 seccin de la Col. Potrero la Laguna (ref. 7).

Esta cisterna cuenta con tres equipos de bombeo centrfugos verticales, tipo turbina,cuyos datos se muestran en la siguiente tabla:

Concepto Descripcin

Marca: IEM Volts: 220/440Tipo: HPHAPG Potencia: 20 H.P.Fases: 3 Corriente: 56/20 APolos: 4 R.P.M.: 1750Armazn: 256 TP Modelo: 790166102

Motor:

Frecuencia: 60 Hz. Factor de servicio: 1.5Tabla 3. Placa de datos de los motores de los equipos de bombeo (ref. 7).

1.3.2.1 Sistema de distribucin por medio de bombas.

En general cuando se emplea este mtodo, el exceso de agua abastecida se almacenaen tanques elevados o en depsitos. Para conseguir almacenar el agua a una cotaelevada se construyen depsitos de tierra o de mampostera, situados en terrenos altoso tanque elevados o bien en ambos puntos. Como el agua almacenada en perodos debajo consumo proporciona una reserva, este mtodo proporciona una amplia seguridadpara abastecer a la red de distribucin en los perodos de alto consumo.


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El almacenamiento de agua necesaria, se hace con las siguientes finalidades:

Igualar el rendimiento de las bombas durante el da;

Reducir costos de operacin de las bombas;Regular el suministro y demanda en los perodos prolongados de alto y bajoconsumo;Proporcionar agua para necesidades urgentes;Prevenir la sobreexplotacin de la fuente de abastecimiento;Controlar las variaciones de presin en las redes de distribucin, las cualesoscilan entre 1.5-0.5 kgf/cm2.

1.3.2.2 Operacin de la estacin de bombeo.

Esta estacin tena planeado operar en tres turnos y con tres equipos: en la maana de5:00 a 12:00 horas, en la tarde de 14:00 a 17:00 horas y en la noche de 19:00 a22:00 horas. Actualmente la estacin cuenta con dos equipos de bombeo, mostradosen la figura 3, pero al iniciar el trabajo de esta estacin de bombeo se contaban contres equipos.

Figura 3. Equipos de la estacin de bombeo.

Inicialmente el rol de lo equipos era el siguiente: el primero, opera continuamente paramantener abastecida la red y el tanque; el segundo, regula el nivel de agua en lostanques regulador y elevado; y el tercero se tiene de reserva por si alguno de los dosprimeros falla.


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La estacin opera de la siguiente manera:

a) Primer turno (5:00-12:00 horas).

5:00 a 6:00 horas.Primer perodo de abastecimiento. Se arrancan 2 equipos de bombeo, para abastecer ala red de la colonia y al tanque elevado. Este es el tiempo en que tarda en llenarse eltanque elevado. Al trmino de este tiempo se para un equipo de bombeo y el otrocontina el suministro a la red y al tanque elevado. En este perodo la vlvula deseccionamiento que est, a la entrada de la estacin de bombeo permanece totalmenteabierta, permitiendo el paso de aproximadamente 13.5 lps.

6:00 a 9:30 horas.Se opera con un solo equipo de bombeo para mantener el nivel de agua en el tanqueelevado hasta las 9:30, hora en que dentro del tubo comienza a escucharseturbulencia, lo que quiere decir que ste, ya no va lleno. En este perodo la vlvula deseccionamiento (a la entrada de la estacin), permanece parcialmente abierta,permitiendo el paso a 6.7 lps, aproximadamente.

9:30 a 11:30 horas.Segundo perodo de abastecimiento. Se operan 2 equipos de bombeo, para abastecer ala red de la colonia y al tanque elevado. Este es el perodo de ms demanda debido alas actividades en la unidad. Al trmino de este perodo, una alarma fabricada por eloperador de la estacin, anuncia que el tanque est lleno. A partir de esa hora ladistribucin a la unidad es, esperando a que el tanque se vace, lo cual tarda enpromedio 30 minutos. Al final de este perodo la vlvula de seccionamiento se

encuentra totalmente cerrada.

Para arrancar los equipos de bombeo, en el tanque de regulacin tiene que haber unnivel mnimo de 0.6 metros, de lo contrario las bombas comenzaran a trabajar envaco. Esta manera de operar en la estacin de bombeo, es cuando en el tanque deregulacin se reciben aproximadamente 13.5 lps, otorgados por S.A.P.A.SA.C.

Si por algn motivo llega menos gasto, se tendra que bombear el agua cada que estlleno el tanque de regulacin y tener la vlvula de seccionamiento totalmente abierta yabastecer con un solo equipo de bombeo, bajo esta circunstancia los horarios sereducen an ms. En los siguientes turnos se operan del mismo modo.

b) Segundo turno (14:0017:00 horas).

14:00 a 15:00 horas.Se operan dos bombas para abastecer la red y el tanque elevado. Al final de esteperodo la alarma avisa que el tanque elevado est lleno y que hay que apagar unequipo de bombeo. La vlvula de seccionamiento esta totalmente abierta.


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15:00 a 16:00 horas.Se trabaja con una bomba, para continuar con la distribucin a la red. La vlvula deseccionamiento est parcialmente abierta permitiendo el paso a cerca de 6.7 lps.

16:00 a 16:30 horas.Disminuye la demanda pero aun as, se opera con dos bombas para mantener lleno eltanque elevado. Teniendo ahora un tiempo de llenado en el tanque elevado de 30minutos. La vlvula de seccionamiento est parcialmente abierta. Al final de esteperiodo se paran los dos equipos de bombeo y se espera a que el tanque elevado sevace, lo cual ocurre en aproximadamente 30 minutos. A las 16:30 horas, la vlvula deseccionamiento se cierra totalmente.

c) Tercer turno (19:00-22:00 horas).

19:00 a 20:00 horas.Se operan dos bombas para abastecer la red y el tanque elevado. Al final de esteperodo, la alarma avisa que el tanque elevado est lleno y que hay que parar unequipo de bombeo. La vlvula de seccionamiento a la entrada de la estacin esttotalmente abierta.

20:00 a 21:00 horas.Se trabaja con una bomba, para continuar con la distribucin a la red. La vlvula deseccionamiento est parcialmente abierta.

21:00 a 21:30 horas.Disminuye la demanda pero aun as, se opera con dos bombas para mantener lleno el

tanque elevado. Teniendo ahora un tiempo de llenado en el tanque elevado de 30minutos. La vlvula de seccionamiento esta parcialmente abierta. Al final de esteperiodo se apagan los dos equipos de bombeo y se espera a que el tanque elevado sevace, lo cual ocurre en aproximadamente 30 minutos. La vlvula de seccionamiento secierra totalmente.

El tiempo de llenado del tanque regulador es de 31/2horas, con un caudal constante de13.5 lps. Principalmente por las fluctuaciones de la demanda, por los cambios dehorario y de estacin climtica, los horarios de rebombeo pueden variar entre 10minutos, pero en promedio estas son las condiciones de operacin diarias.


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CAPTULO II.

DATOS NECESARIOS PARA EL SISTEMA DE BOMBEO.

Con la informacin presentada en este captulo comenzaremos a dar forma a nuestroproyecto en cuanto a: periodo de diseo, poblaciones, consumo, demanda, dotacin,gastos de diseo y normas o reglamentos que se tomarn en cuenta, todo ello paratener un buen diseo del Sistema de Bombeo. Este marco terico, preceder loscriterios para la aplicacin del proyecto.

2.1 NORMATIVIDAD Y REGLAMENTACION APLICABLE AL SISTEMA DEBOMBEO.

Las dependencias federales como la Comisin Nacional del Agua; estatales, como laComisin del Agua del Estado de Mxico y municipales, como es el Servicio de AguaPotable, Alcantarillado y Saneamiento de Coacalco, tienen como objetivos principales:la administracin de las agua nacionales, modificar y hacer cumplir leyes del sectorhdrico, llevar acabo la evaluacin y el desarrollo de proyectos. Todo partiendo delartculo 27 de la Constitucin Poltica de los Estados Unidos Mexicanos.

Ahora tomaremos en cuenta todas las normas y reglamentos los cuales podrn serdeterminantes en la planeacin, desarrollo y construccin del sistema de bombeo.

Todas las leyes o reglamentos referentes a este proyecto se mencionarn durante eldesarrollo del mismo.

2.1.1 Ley de aguas nacionales y su reglamento (ref. 10).

Es reglamentara del artculo 27 de la Constitucin Poltica de los Estados UnidosMexicanos en materia de aguas nacionales. Sus disposiciones son de orden pblico einters social y tiene por objeto regular la explotacin, uso o aprovechamiento dedichas aguas, su distribucin y control as como la preservacin de su cantidad ycalidad para lograr su desarrollo integral sustentable.

Las disposiciones de esta ley son aplicables a todas las aguas nacionales, seansuperficiales o del subsuelo. Las disposiciones aplicables a nuestro proyecto sern lassiguientes: artculos 14 BIS, fracciones II, III; 17; 20; 21; 23 BIS; 24; 25; 28; 29; 46;96 BIS 2, fraccin IV. Por parte del reglamento las disposiciones aplicables son lassiguientes: artculos 18; 19; 20; 22; 28; 29; 81; 82 fracciones I, II; 157; 160fracciones I, V; 162; 163.


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2.1.2 Ley del agua del Estado de Mxico (ref. 11).

Esta ley es reglamentaria de la ley de aguas nacionales, en materia de aguas

estatales; sus disposiciones son de orden pblico e inters social y tiene por objetoregular la explotacin, uso o aprovechamiento de dichas aguas, su distribucin ycontrol, as como la preservacin de su cantidad y calidad para lograr su desarrollointegral sustentable. Las disposiciones aplicables a nuestro proyecto sern lassiguientes: artculos 7; 8; 9, fracciones I, II; 10; 11, fraccin II; 39; 40, fraccin II;49; 58; 63; 69, fracciones I, II.

2.1.3 Servicio de agua potable, alcantarillado y saneamiento de Coacalco (Ref.12).

Para la administracin y control de las aguas que estn dentro del territorio municipal,el manejo se regir de igual modo por los reglamentos federales y estatales. Paraproyectos de agua potable ser necesario utilizar las normas que emiten losorganismos federales. Para el pago de impuestos, implantacin de sistemas hidrulicosy acciones de mantenimiento, existe un organismo oficial denominado Servicio de AguaPotable, Alcantarillado y Saneamiento de Coacalco (SAPASAC).

Este es un organismo oficial descentralizado del poder pblico municipal y opera bajolas estipulaciones de los artculos 1, fracciones III, IV, V, VIII; 2, fracciones I, IV, V,VIII, XIX, XX, XXI, XXIII, XXV, XXIX, XXXI, XXXII, XXXIII, XXXIV, XXXV, XXXVI;17,18, fraccin II; 19-24, 28, 30, 31, 33 de la ley del agua del Estado de Mxico.

2.1.4 Normas oficiales mexicanas del sector agua (ref. 10).

El comit consultivo nacional de normalizacin del sector agua dependiente de la CNA,expide normas oficiales mexicanas en la materia, mediante las cuales ejerce lasatribuciones que le confiere la Ley de Aguas Nacionales y su reglamento, como sonaprovechar adecuadamente y proteger el recurso hdrico nacional.

Estas normas garantizan que los organismos operadores de sistemas de agua potable,cumplan con el objetivo de aprovechar, preservar y manejar eficientemente el agua.Las normas oficiales mexicanas del sector agua en vigor y aplicables a nuestro

proyecto son las:NOM-013-CNA-2000. Redes de distribucin de agua potable, especificaciones dehermeticidad y mtodos de prueba.

NOM-230-SSA1-2002. Salud ambiental. Agua para uso y consumo humano, requisitossanitarios que se deben cumplir en los sistemas de abastecimiento pblicos y privadosdurante el manejo del agua. Procedimientos sanitarios para el muestreo.


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2.2 DATOS DE DISEO.

2.2.1 Perodos de diseo.

Es el intervalo de tiempo durante el cual se estima que la obra por construir llegue a sunivel de saturacin; este perodo debe ser menor que la vida til. Los elementos de unsistema de agua potable se proyectan con una capacidad prevista hasta el periodo dediseo. Rebasado el perodo de diseo, la obra continuar funcionando con unaeficiencia cada vez menor, hasta agotar su vida til.

Para definir el periodo de diseo de un proyecto se recomienda, hacer un listado detodas las estructuras, equipos y accesorios ms relevantes del funcionamiento yoperacin del proyecto (tabla 4) y en base a la lista anterior, determinar la vida til decada elemento del proyecto (tabla 5).

Elemento. Periodo de diseo (aos).Pozo 5Lnea de Conduccin 5 a 20Estacin de Bombeo 5 a 10

Tabla 4. Periodos de diseo para sistemas de agua potable (ref. 1).

2.2.1.1 Vida til.

Es el tiempo que se espera que la obra sirva a los propsitos de diseo, sin tenergastos de operacin y mantenimientos elevados, que hagan antieconmico su uso oque requiera ser eliminada por insuficiente. En la seleccin de la vida til, esconveniente considerar que generalmente la obra civil tiene una duracin superior a laobra electromecnica y de control.

As mismo las tuberas tienen una vida til mayor que los equipos, pero no tienen laflexibilidad de stos, puesto que se encuentran enterradas. Tampoco hay que olvidarque la operacin y mantenimiento es preponderante en la duracin de los elementos,por lo que la vida til depender de la adecuada aplicacin de los programaspreventivos correspondientes.

Se deben tomar en cuenta todos los factores, caractersticas y posibles riesgos delproyecto, para establecer adecuadamente el perodo de vida til de cada una de laspartes del sistema de agua potable. Para ello nos apoyaremos en la siguiente tabla:


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Elemento. Vida til (aos).Pozo:

Equipo Electromecnico 8 a 20

Lnea de Conduccin: 20 a 40Estacin de Bombeo:

Equipo Electromecnico 8 a 20Tabla 5. Vida til de los elementos de sistemas de agua potable (ref. 1).

La vida til del equipo electromecnico, presenta variaciones muy considerables,principalmente en las partes mecnicas (impulsores, columnas, portachumaceras,flechas, etc.), la cual se ve disminuida notablemente debido a la calidad del agua y alas condiciones de operacin como son las velocidad de la bomba, distribucingeomtrica en la estacin de bombeo y paros y arranques frecuentes.

Observando las tablas 4 y 5, se ha tratado de definir un periodo de diseo para esteproyecto y el principal elemento de que consta este sistema es la lnea de conduccin,an no podemos decir si los equipos de bombeo de los pozos y de la estacin debombeo se cambiarn por tanto tomaremos el valor mnimo del perodo de diseo de lalnea de conduccin.

Para el elemento principal, se recomienda de 5 a 20 aos y como el valor mximo deeste periodo de diseo, entra tambin en la vida til de los dems elementos. Por tantose ha elegido un tiempo de 20 aos, como periodo de diseo. Siendo este perodomenor al tiempo en el cual se podr explotar la fuente de abastecimiento, que por ser

un pozo con ttulo federal, slo se permitir hacerlo por 30 aos como mximo, deacuerdo a la (ref. 10). El periodo de diseo, se utilizar para los clculos posteriores.

2.2.2 Poblacin.

Hay que conocer como ha venido creciendo la poblacin de la segunda seccin de laU.H. Potrero la Laguna, en base a datos censales y registros de usuarios de serviciospblicos, etc., esto para tener un dato preciso de cual ser el volumen de agua que senecesitar para poder cubrir las necesidades de la poblacin ahora y durante los 20aos que comprende el perodo de diseo del sistema de bombeo.

2.2.2.1 Poblacin actual.

Con ayuda de los datos censales del Instituto Nacional de Estadstica, Geografa eInformtica, INEGI (ref. 8), visitas de reconocimiento en la localidad y el registro deusuarios del servicio de agua potable proporcionado por S.A.P.A.SA.C. (ref. 9), se tienelo siguiente:


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La segunda seccin de la U.H. Potrero la Laguna tiene un nmero de 176 edificios.Los edificios tienen el comn de ser de 5 niveles, a pesar de ello no todos son iguales,existen edificios que se forman de 20 departamentos y otros slo de 10

departamentos. Siendo entonces 114 edificios de 10 departamentos y 62 de 20departamentos, dando como resultado un total de 2,380 departamentos. En lasiguiente tabla se muestran los datos de ambos organismos:

AoDensidad de la

poblacin(habitantes/dpto.)

Censos delINEGI

(habitantes)

RegistroS.A.P.A.SA.C.(habitantes)

Habitantespromedio de las

dos fuentes1992 3 7,140 5,934.0 6,537.01995 3.6 8,800 7,120.8 7,960.42000 4.4 10,560 8,703.2 9,631.62005 5.5 13,200 10,879 12,039.5

Tabla 6. Determinacin de la poblacin actual.

Por lo tanto, se tiene una poblacin en la segunda seccin de la U.H. Potrero laLaguna, en este ao 2005, de 12,039.5 habitantes. Esta ltima poblacin nos servircomo base para clculos como: poblacin de proyecto, consumo, demanda, dotacin,etc. para el ao 2025.

2.2.2.2 Poblacin de proyecto.

Es la cantidad de personas que se espera tener en la localidad al final del perodo dediseo del sistema de agua potable. Los factores del cambio futuro en la poblacin son:el aumento natural (ms nacimientos que muertes) y la migracin neta (movimientosde las familias hacia adentro y hacia fuera de un rea determinada).

En referencia de cmo se estimar la proyeccin en un futuro (20 aos), tendremosque aplicar nuestro criterio y algunos factores que hay que tomar en cuenta. Podemosseguir la lnea de algn mtodo estadstico, para determinar la cantidad de habitantes,pero en este caso, ser mejor hacer las siguientes indicaciones:

En 13 aos, la colonia ha demostrado un incremento, al punto de llegar a teneruna densidad de poblacin de 5.5 habitantes por departamento. Este valor puede

aumentar a 6 6.3 habitantes por departamento, lo que provocara que estosbuscaran otro lugar para residir.

Es un hecho que la poblacin no crecer en funcin del crecimiento de la unidadhabitacional, es decir, esta comunidad ya tiene un nmero de edificios y porconsiguiente un nmero de departamentos inalterable y el abastecimiento deagua ser para los 2,380 departamentos.


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Las caractersticas y diseo de los departamentos son tales, que en promedio nose puede tener a ms de 6 6.3 habitantes en cada uno y que de lo contrario elestatus de vida sera un tanto incmodo, pero an as el volumen de agua

requerido en los prximos 20 aos se determinar con el lmite de habitantes pordepartamento.

Debido a ello, los que en un principio habitaron los departamentos a una edadadolescente, actualmente con el objeto de buscar un mejor nivel de vida, emigrana otras colonias, municipios o estados.

Los ndices de mortalidad, aunque menores en comparacin con los de natalidad,es un factor que no hay que despreciar para la estimacin de la poblacin en lossiguientes 20 aos.

Al seguir un modelo estadstico para estimar la poblacin en un futuro, podremostener un valor correcto, pero sin tomar en cuenta los argumentos anteriores, algraficar los resultados tendramos una cantidad de habitantes desmedida.Aumentando el nmero de manera similar como se muestra en la grfica 1, querepresenta el aumento histrico de la poblacin en la colonia, donde se puedeobservar que sera de forma lineal.

01000200030004000500060007000

80009000

10000110001200013000

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Aos.

Habitant

es.

Grfica 1. Poblacin histrica en la segunda seccin de la colonia Potrero la Laguna.

Es por ello que, aplicando nuestro criterio se incrementar en un 25% el valor de lapoblacin actual, para tener una cantidad aproximada de habitantes, para los 20 aosde proyeccin del Sistema de Bombeo. Quedando de la siguiente manera:


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AoNmero dehabitantes

%Aumentado

Incremento dehabitantes en 20 aos

Poblacin estimadaao 2025

2005 12,039.5 25 3,009.8 15,049.37

Tabla 7. Estimacin de la poblacin.

Antes de llegar a la conclusin de aumentar en un 25% el nmero de habitantes, paraestimar la poblacin dentro de 20 aos, es muy importante decir que si se hicieronclculos siguiendo un modelo estadstico de ajuste lineal, basado en el Mtodo deMnimos Cuadrados (ref. 2).

Aunque el nmero la poblacin correctamente pronosticada bajo este mtodo para elao 2025, era de 75,618 habitantes, se hubiera tomado en cuenta este valor slo si elnmero de viviendas, tambin aumentaba. De cualquier manera se muestran los

clculos a continuacin:

Los censos histricos graficados como poblacin en el eje de las ordenadas y los aosen el de las abscisas, tendi a mostrar una recta (grfica 1), por lo tanto, paraproyectar la poblacin hacia los siguientes 20 aos se utilizar el ajuste lineal, basadoen el mtodo de mnimos cuadrados, de acuerdo al Manual de Normas de Proyectosde Agua Potable y Alcantarillado, de la CNA.

Ao.( t )

Nmero dehabitantes.

( P )t2(E3) P2(E3) t . P

1992 6,537.0 3,968 42,732 13,106,6851995 7,960.4 3,980 63,367 15,920,8002000 9,631.6 4,000 92,767 19,215,0422005 12,039.5 4,020 144,949 23,982,684

t= 7,992 P= 36,168.5 t2= 15,960 P2= 343,815 (t.P) = 72,225,211Tabla 8. Variables y sumatorias para uso de ecuaciones de proyeccin lineal (ref. 2).

Ecuaciones:

P = a + b t - 1 - (ref. 2)

Donde:

P = Nmero de habitantes.a y b = Coeficientes de regresin.t = Valor del tiempo.


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Para determinar (a) y (b) se tiene:

- 2 - (ref. 2)

- 3 - (ref. 2)

Por lo tanto la ecuacin de ajuste es:

P = - 4,917,526.3 + 2,465.75 ( t ) - 4 - (ref. 1)

Con esta ecuacin se podr calcular la poblacin para cualquier ao futuro, al valor de

tiempo (t), o en nuestro caso, para los siguientes 20 aos de proyeccin de poblacin.

AoPoblacin histrica

(habitantes)Ajuste lineal

(habitantes) (ecuacin 4)1992 6,537.01995 7,960.4 1,644.952000 9,631.6 13,973.72005 12,039.5 26,302.452010 38,631.22015 50,959.952020 63,288.7

2025 75,618.45Tabla 9. Proyeccin de la poblacin, valores obtenidos con la ecuacin (4) (ref. 2).

Graficando los datos anteriores, tenemos que:

0100002000030000

4000050000600007000080000

1992 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025Aos

Pob

lacin

Grfica 2. Proyeccin de la poblacin (ref. 1).

N

tbPa ti

=

22 )(

)(

it

itit

ttN

PtPtNb

=


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2.2.3 Consumo.

Es la parte del suministro de agua potable que utilizan los usuarios, sin considerar las

prdidas en el sistema. Se expresa en unidades de m3

/da o l/da. Para ladeterminacin del consumo de agua potable en la localidad, se considerar que no secuentan con estadsticas de consumo, el cual es totalmente domstico. Es por eso queprimero se determinar la clase socioeconmica de nuestra colonia (tabla 10),enseguida se clasifica la regin por tipo de clima en funcin de la temperatura mediaanual (tabla 9) y por ltimo se obtiene el consumo (l/hab/da), de la clasesocioeconmica de nuestra colonia en funcin del tipo de clima de la regin en que seencuentre (tabla 11).

Clase socioeconmica Descripcin del tipo de vivienda.

ResidencialCasa solas o departamentos de lujo, que cuentan con dos

o mas baos, jardn de 50m

2

o ms, cisterna, lavadora.Media

Casas y departamentos, que cuentan con uno o dosbaos, jardn de 15 a 35m2y tinaco.

PopularVecindades y casa habitadas por una o varias familias,que cuentan con un jardn de 2 a 8m2, con un bao ocompartindolo.

Tabla 10. Tipos de usuarios domsticos (ref. 1).

Temperatura media anual, ( C ) Tipo de clima.Mayor que 22 ClidoDe 18 a 22 Semiclido

De 12 a 17.9 TempladoDe 5 a 11.9 SemifroMenor que 5 Fro

Tabla 11. Clasificacin de climas por su temperatura (ref. 1).

Nuestra colonia por encontrase en el municipio de Coacalco, presenta una temperaturamedia anual de 20 C (ref. 12), por lo tanto el tipo de clima que seleccionaremos ser,semi-clido. Como se puede ver en la tabla 12, por el tipo de clase socioeconmica quetenemos, nos corresponden 205 (l/ hab/ da), en funcin del tipo de clima que presentael municipio.

Consumo por clase socioeconmica (l/ hab/ da).Tipo de clima

Residencial Media PopularClido 400 230 185

Semiclido 300 205 130Templado 250 195 100

Tabla 12. Consumos domsticosper cpita (ref. 1).


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Ahora bien, el consumo domstico (m3/da), de los habitantes en la segunda seccin dela U. H. Potrero la Laguna, es el resultado de multiplicar: el cociente del consumo percpita entre 1000, por la poblacin por clase socioeconmica. Esto se puede hacer para

la poblacin actual (tabla 13) y para la poblacin de proyecto (tabla 14).

Clasesocioeconmica

Consumo domsticoper capita ( l/ hab/ da )

Poblacin porclase socioeconmica

Consumodomstico

( m3/ da )Media 205 12,039.5 2,468.097

Tabla 13. Consumo domstico en el ao 2005 (ref. 1).

ClaseSocioeconmica

Consumo domsticoper capita ( l/ hab/ da )

Poblacin porclase socioeconmica

Consumodomstico

( m3

/ da )Media 205 15,049.37 3,085.12Tabla 14. Consumo domstico en el ao 2025 (ref. 1).

2.2.3.1 Prdidas fsicas.

Las prdidas fsicas se refieren al agua que se escapa por fugas en las lneas deconduccin, tanques, redes de distribucin y tomas domiciliarias. En estudios de campose ha definido que estas prdidas se determinan a partir de muestreos de inspeccin yaforo. Estas dependen de factores como: presin de trabajo, calidad de tubera y

accesorios, el proceso constructivo, tipo de material, antigedad de elementos delsistema y el mantenimiento a estos ltimos.

En caso de no disponer de informacin, se puede considerar un valor promedio, deacuerdo a experiencias nacionales, del orden del 30% (ref. 1), del volumen suministrado,que es el resultado del estudio de 21 ciudades de la republica mexicana.

2.2.4 Demanda.

Es igual al consumo total entre las prdidas fsicas del agua en el sistema. Para efectosde nuestro diseo, se considerar el valor promedio de prdidas fsicas, determinadoen el inciso anterior, de un 30% del volumen suministrado.

- 5 - (ref. 1)( )

Demanda

ConsumoDemandaPrdidas

=


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Despejando la demanda:

- 6 - (ref. 1)

Prdidas = Demanda (% Prdidas) - 7 - (ref. 1)

Para los aos siguiente se supondr que se cuenta con un programa de mantenimientopreventivo, en nuestro Sistema de Bombeo que controle y disminuya las prdidasfsicas en un 0.5% anual.

AoServicio domstico

2005 2025

Poblacin media 12,039.5 15,045.37Perdidas (%) 30 20Consumo (m3/da) 2,468.09 3,085.12Demanda (m3/da) (ecua. 6) 3,525.8 3,856.4Prdidas (m3/da) (ecua.7) 1,057.74 771.28

Tabla 15. Proyeccin de la demanda, tipo domstico (ref. 1).

2.2.5 Dotacin.

La dotacin es la cantidad de agua asignada a cada habitante, considerando todos los

consumos de los servicios y las prdidas fsicas en el sistema en un da medio y susunidades estn dadas en [ l/hab/da ]. La dotacin se obtiene de dividir la demandatotal entre el nmero de habitantes, por mil. Dentro del perodo de diseo (ao 2025).

AosServicio

2005 2025Poblacin (Habitantes) 12,039.5 15,049.37Demanda Domstica (m3/hab) 3,525.8 3,856.4Dotacin de Agua [l/hab/da ] 293 257

Tabla 16. Dotacin de agua para la localidad (ref. 1).

2.2.6 Gastos de diseo.

2.2.6.1 Coeficientes de variacin.

Los coeficientes de variacin se derivan de la fluctuacin de la demanda debido a losdas laborables y otras actividades.

100(%)1 Prdidas

ConsumoDemanda

=


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Los requerimientos de agua para un sistema de distribucin no son constantes duranteel ao, ni el da, sino que la demanda vara en forma diaria y horaria. Debido a laimportancia de estas fluctuaciones para el abastecimiento de agua potable, es

importante obtener los gastos mximo diario y mximo horario. Los cuales sedeterminan multiplicando el coeficiente de variacin diaria por el gasto medio diario yel coeficiente de variacin horaria por el gasto mximo diario respectivamente.

Para la obtencin de los coeficientes de variacin diaria y horaria, para este casotenemos que considerar los valores de los coeficientes de variacin diaria y horariamedios que se obtuvieron del estudio llevado a cabo por el Instituto Mexicano deTecnologa del Agua (ref. 1).

Concepto ValorCoeficiente de variacin diaria (CVd) 1.4

Coeficiente de variacin horaria (CVh) 1.55Tabla 17. Coeficientes de variacin diaria y horaria (ref. 1).

2.2.6.2 Gasto medio diario (Qmed).

El gasto medio es la cantidad de agua requerida para satisfacer las necesidades de unapoblacin en un da de consumo promedio. El gasto medio diario es:

400,86

DPQmed= - 8 - (ref. 1)

Donde:

Qmed = Gasto medio diario, en lps.D = Dotacin, en l/hab/da.P = Nmero de habitantes.86,400 = segundos/da.

AosConcepto

2005 2025

Qmed(lps) 40.28 44.76

Tabla 18. Gasto medio diario en (lps) (ref. 1).

2.2.6.3 Gastos mximo diario (QMd) y horario (QMh).

Los gastos mximo diario y mximo horario, son lo requeridos para satisfacernecesidades de la poblacin en un da de mximo consumo, y a la hora de mximoconsumo en un ao cualquiera, respectivamente.


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Estos gastos se obtienen a partir del gasto medio con las expresiones:

QMd= CVd Qmed. - 9 - (ref. 1)

QMh= CVh QMd - 10 - (ref. 1)

Donde:

QMd= Gasto mximo diario, en (lps).QMh= Gasto mximo horario, en (lps).CVd= Coeficiente de variacin diaria (tabla 17).CVh= Coeficiente de variacin horaria (tabla 17).Qmed= Gasto medio diario, en (lps).

AosConcepto

2005 2025QMd(lps) 56.39 62.66QMh(lps) 87.4 97.12

Tabla 19. Gastos mximos diario y horario en (lps) (ref. 1).

2.2.7 Coeficientes de regularizacin.

La regularizacin tiene por objeto cambiar el rgimen de suministro (captacin,conduccin), que normalmente es constante, a un rgimen de demandas (de la red dedistribucin), que siempre es variable. La capacidad del tanque est en funcin delgasto mximo diario y la ley de demandas de la localidad.

El coeficiente de regularizacin est en funcin del tiempo (nmero de horas por da)de alimentacin de las fuentes de abastecimiento al tanque, requirindose almacenar elagua en las horas de baja demanda, para distribuirlas en horas de alta demanda.Cuando no se conoce la ley de demandas de una localidad en particular, se aplicanestos valores:

Tiempo de suministro al tanque (horas) Coeficiente de regularizacin (R)24 11.0

20 (De las 4 a las 24 hrs.) 9.016 (De las 5 a las 21 hrs.) 19.0

Tabla 20. Coeficientes de regularizacin (ref. 1).

Entonces la capacidad del tanque de regularizacin se determina con la ecuacin (11):

C = R QMd - 11 - (ref. 1)


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Donde:

C = Capacidad del tanque, en m3.

R = Coeficiente de regularizacin.QMd = Gasto mximo diario, en (l/s).

Los productos obtenidos con la ecuacin anterior, se muestran en la tabla 21:

AosConcepto

2005 2025

Capacidad de regularizacin (m3);R= 11.0

620.29 689.26

Capacidad de regularizacin (m3);

R= 9.0

507.51 563.94

Tabla 21. Capacidad de regularizacin para la localidad (ref. 1).

Aunque nuestro proyecto proponga, que el suministro de agua potable sea en el mayortiempo posible, durante el da, debido a la capacidad del tanque indicado en la tabla 2,inciso 1.3.2, no nos es posible, ms que suministrar agua al tanque en un tiempo de20 horas por da.

Aunque se hayan recortado 4 horas de suministro de las 24 horas que originalmente sepens para este proyecto, an as sigue siendo un tiempo adecuado, para cubrir las

necesidades y actividades de la colonia.


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CAPTULO III.

Memoria de Clculo.

En el presente captulo con la ayuda de conceptos bsicos de Mecnica de Fluidos yMquinas Hidrulicas determinaremos el valor de incgnitas variables como el gastovolumtrico (Q), prdidas hidrulicas (Hh), golpe de ariete, entre otros. En otraspalabras, se desarrollarn aspectos tcnicos, proporcionando ms datos y argumentospara el diseo, seleccin de equipo, materiales de los elementos del sistema ycomenzar a trazar las lneas de conduccin hasta la estacin de bombeo.

3.1 CLCULOS PREELIMINARES.

A continuacin se realizarn los clculos de acuerdo a los datos obtenidos en el captuloII, con la ayuda de las tablas y ecuaciones utilizadas en los incisos anteriores, paradeterminar las caractersticas de los elementos como lo son: la tubera, zanjas para latubera, prdidas por friccin, equipos de bombeo para la fuente de abastecimiento y laestacin de bombeo, etc.

3.1.1 Dimetro de la tubera.

La tubera es el medio a travs del cual se va a trasladar el fluido, desde la fuente deabastecimiento hasta la estacin de bombeo. Este es un elemento principal delsistema, ya que en l se bas la proyeccin para el sistema de bombeo. Para undimetro dado, cuanto mas gruesa sea la pared de la tubera mayor ser la presinque soportar y el costo por unidad de longitud de tubera aumentar con la cantidadde material, la cual es proporcional al dimetro multiplicado por el espesor.

Por tanto, se elegir el dimetro mnimo que al mismo tiempo satisfaga losrequerimientos de flujo y el mnimo espesor de la pared que sea capaz de soportar lamxima presin que se espera en el sistema a fin de reducir al mnimo el costo de latubera. De un modo sencillo, el dimetro de la tubera se calcular con ayuda de la

ecuacin de continuidad:Q = V A - 12 - (ref. 4)

Donde:

Q = Gasto volumtrico (m3/s lps).V = Velocidad del fluido (m/s).A = rea por la que el fluido corre (m2).


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El nico dato con que se cuenta es el gasto volumtrico, que para cuestiones de diseotomaremos el gasto mximo horario proyectado a 20 aos el cual es de 97.12 lps deacuerdo a la (ref. 1), el rea es la incgnita y la velocidad la podemos tomar de la tabla

20 (ref. 4), la cual nos muestra la velocidad de flujo para diferentes usos:

Servicio VelocidadAlimentacin a calderas. 2.4 a 4.6 m/s (8 a 15 ft/s)Succin de bombas a lneas de descarga. 1.2 a 2.1 m/s (4 a 7 ft/s)Servicios generales. 1.2 a 3.0 m/s (4 a 10 ft/s)Distribucin de agua potable. Hasta 2.1 m/s (7 ft/s)Tabla 22. Velocidades utilizadas para el flujo de agua en tuberas (ref. 4).

Sustituyendo en la ecuacin (12), se tiene:

0.09712 m3/s = ( 2.1 m/s ) ( A )

Despejando el rea:sm

smA

/1.2

/09712.0 3=

De la frmula del rea circular: 22

04624.04

mD

=

Despejando el dimetro:

)4(04624.0 22 mD =

Simplificando: 20588.0 mD=

Resultando entonces D = 0.242 m (9.5 plg).

3.1.1.1 Velocidad del agua en tuberas.

Con ayuda del anexo 1, al final de esta tesis, comprobaremos el valor de la velocidadtomado del manual de CRANE. Se trazar una lnea recta de la columna de caudalpartiendo en el valor de 0.09712 m3/s, terminando en el valor de 0.242m (9.5 plg) enla columna del dimetro nominal de tubera (anexo 1). Esta lnea que se trazo, seintersecta con un valor en la columna de velocidad en metros por segundo, en estepunto el valor para la velocidad es de aproximadamente 2.1 m/s. Con esto quedademostrado que el valor de la velocidad seleccionado en la tabla 22, fue el correcto.


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Para efectos de nuestro diseo, dentro de lo gastos de diseo tomamos el valor delgasto mximo horario, ya que es el volumen mximo, que fluir por la tubera acualquier hora del da, en cualquier da del ao, al menos durante los 20 aos de

proyeccin del Sistema de Bombeo.

Hasta ahora, se tiene la medida de la tubera, pero no el material. Este se elegirhaciendo la evaluacin de costos y de sus caractersticas. El material de la tubera conel que se hicieron los clculos anteriores fue un acero cdula 40.

El dimetro ya fue calculado pero esta medida no coincide con ningn dimetrocomercial. Es por eso que momentneamente tomaremos el valor inmediato superioren cuanto a tuberas de acero cdula 40,el cual es de0.254 m (10 plg).

3.1.2 Lnea de conduccin.

El conjunto de elementos, cualesquiera que sean, que formen la lnea de conduccindeben garantizar su estanquidad y hermeticidad, cumpliendo como mnimo con lascaractersticas, especificaciones y mtodos de prueba que se establecen en las normasmexicanas de producto, mencionadas en el captulo 3 de la NOM-013-CNA-2000 (ref.17), las cuales son complemento de esta ltima.

3.1.2.1 Ubicacin del Sistema de Bombeo.

La ubicacin geogrfica de la fuente de abastecimiento y de la estacin de bombeo, se

muestra en la figura 4. La simbologa es la siguiente:

Concepto Smbolo

Estacin de bombeo

Pozo N 10 del ramal Los Reyes-Ecatepec.

Lnea de conduccin.

Para tomar medidas, posiciones y trazos correctos se pens en utilizar un equipo GPS(Global Positioning System), similar a los que utilizan los topgrafos e incluso losvehculos de transporte de valores. El costo de estos equipos es de $2,200.- a $5,300.-y desafortunadamente tampoco se rentan. Por lo tanto, para los siguientes incisos, noapoyaremos en la Gua-Roji de la ciudad de Mxico


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3.1.2.2 Arreglo de la lnea de conduccin.

La lnea de conduccin se trazar de modo que no afecte ningn domicilio, lneas de

telfono, drenaje, gas natural o cualquier tipo de estructura existente. Tambinprocurando que haya la menor cantidad de quiebres o cambios de direccin; esto paraevitar las cadas de presin, turbulencia y prdidas por rozamiento.

Para ello, la tubera se colocar, siguiendo una ruta por las calles menos estrechas,procurando que no exista ningn tipo de perjuicio tanto para las comunidades comopara a la tubera.

3.1.2.3 Ruta de derivacin.

La trayectoria se inicia en el pozo 10, del ramal Los Reyes Ecatepec, cruzandoprimero un rea balda y una zona poco habitada de la colonia Las Golondrinas delmunicipio de Ecatepec, por desgracia algunas calles no cuentan con nombre, comopuede verse en la figura 4 y por los reconocimientos que se hicieron en el rea. La rutacontina hasta llegar a la Av. Potrero Norte a la altura de la calle Claudio Muoz.

Siguiendo por esa misma calle, continuar y se atravesar la Av. Presidentes deCoacalco hasta el carril sur-norte donde habr un cambio de direccin a la izquierdapara continuar sobre esa avenida, hasta doblar a la derecha en la calle FlorentinoSaucedo. Sobre esa misma calle continuar la ruta hasta llegar al cruce con la calleNicols Morelos en donde dobla hacia la derecha para seguir y terminar a la altura dela estacin de bombeo (ver fig. 4).


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Figura 4. Ubicacin territorial del Sistema de Bombeo.

3.1.2.4 Tren de Derivacin.

En el pozo se contar con el siguiente diseo para la tubera de derivacin opropiamente dicho, tren de derivacin, mostrndose en la figura 5a nicamente laubicacin de las dos interconexiones, la del pozo con el acueducto y la del pozo connuestro tren derivador. En la figura 5b, se muestran las piezas o elementos queintegrarn el tren derivador vistas en posicin vertical al eje de la tubera:

MUNCIPIO DE

MUNICIPIO DE

MUNICIPIO DE ECATEPEC

MUNICIPIO DECOACALCO

N

Esc: s e

CANAL DE AGUAS NEGRAS


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a) Ubicacin de la derivacin.

b) Elementos del tren derivador.

Figura 5. Tren derivador en el pozo 10.

El punto (A) indicado en las figuras 5a y 5b es el lmite del pozo, partir de este puntocomenzar la tubera hacia la estacin de bombeo, la cual se ve distribuida en lagrfica 5. El volumen del atraque, que sujeta a la pieza en T, que marca el inicio dela derivacin, es de 0.688 m3. El arreglo de la lnea de conduccin a travs de lascalles, fue el que se consider mejor y ms adecuado.

Para tener una idea ms firme en cuanto al tren derivador mostrado en la figura 5,tentativamente ser armado del conjunto de piezas especiales de fierro fundido,bridados en sus extremos.

B

N

Esc: s/e

i h g f e d c b a

A

Atraques Escala: s/e


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Por ahora solo se pueden contemplar los siguientes elementos, ordenados respecto a ladireccin del flujo, es decir desde el inicio de la derivacin hasta el punto A,mostrados en la figura 5:

a. Pieza especial T (10x10 plg)b. Carrete; dimetro= 0.254 m (10 plg); longitud= 0.5 mc. Codo 45; dimetro= 0.254 m (10 plg)d. Carrete; dimetro= 0.254 m (10 plg); longitud= 0.5 me.

Codo 45; dimetro= 0.254 m (10 plg)f. Vlvula de compuerta de vstago saliente; dimetro= 0.254 m (10 plg)g. Carrete dimetro= 0.254 m (10 plg); longitud= 0.5 mh. Medidor de agua, (tipo propela)i.

Carrete; dimetro= 0.254 m (10 plg); longitud= 0.5 m

La tubera de descarga del pozo es de 0.254 m (10 plg) al igual que la de entrada a laestacin de bombeo. Momentneamente podemos manejar este mismo dimetro parala lnea de conduccin. Podemos apoyarnos del ordenamiento que se dio al trenderivador, como precedente de la longitud total del Sistema de Bombeo y podercalcular las prdidas por friccin.

3.1.3 Zanjas para la instalacin de la tubera.

Las tuberas se instalan sobre la superficie o enterradas, dependiendo de la topografa,clase de tubera o tipo de terreno. En nuestro caso, para obtener la mxima proteccinde las tuberas se instalarn en zanja. Adems de la proteccin contra el paso de

vehculos, en el tipo de instalacin que se adopte, se deben considerar otros factoresrelacionados con la proteccin de la lnea, como son el deterioro o maltrato deanimales, la exposicin a los rayos solares, variacin de la temperatura, etc.

Para determinar las caractersticas de la zanja para alojar la tubera, nos apoyaremosen la tabla 23, de acuerdo al Manual de Normas para Sistemas de Agua Potable.

Dimetronominal

Ancho(Bd)

Profundidad(H)

Espesor de laplantilla

Volumen de laexcavacin

(cm) (plg) (cm) (cm) (cm) (m3/m)15.0 6 70 110 10 0.77

20.0 8 75 115 10 0.8625.0 10 80 120 10 0.9630.0 12 85 125 10 1.0645.0 14 90 130 10 1.17

Tabla 23. Dimensiones de zanjas y plantillas para tuberas de agua potable (ref. 1).


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La plantilla consiste en un piso de material fino, que en nuestro caso podemos utilizartepetate colocado sobre el fondo de la zanja, que previamente ha sido arreglado con laconcavidad necesaria para ajustarse a la superficie inferior de la tubera, en un ancho

cuando menos igual al 60% de su dimetro exterior. Debern excavarsecuidadosamente las cavidades o conchas para alojar la campana o cople de las juntasde los tubos, del material que sea, a fin de permitir que la tubera apoye en toda sulongitud sobre el fondo de la zanja o la plantilla apisonada. El espesor de este ser de10 cm, como puede verse en la figura 6.

El resto de la tubera debe ser cubierto hasta un altura de 30cm arriba de su lomo conmaterial granular fino o bien podemos utilizar el material producto de la excavacin,colocado y compactado cuidadosamente con equipo manual, como pueden ser palas ypisones y humedecido adecuadamente con agua tratada, llenando todos los espacioslibres abajo y adyacentes a la tubera (apostillado).

Este relleno se hace con capas que no excedan de 15 cm de espesor (figura 6). El restode la zanja podr ser rellenado a volteo o compactado segn sea el caso: si la tuberase instala en zona urbana con trnsito vehicular intenso todo el relleno sercompactado, y si se instala en zonas con poco transito vehicular o rurales ser avolteo. La siguiente figura muestra lo explicado anteriormente:

Figura 6. Relleno de zanja (ref. 2).

Esc: s/e

h

0.60 DT

DT

30 cm

RellenoCompactado

Relleno a Volteo

Compactado

Bd

10 cm

Plantilla

H


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3.1.4 Equipo de bombeo para el pozo.

Para comenzar, se seleccionar una bomba centrfuga vertical tipo turbina, ya que de

acuerdo al manual de normas de agua potable, alcantarillado y saneamiento (ref. 1), sonbombas para servicio en pozos donde el nivel del lquido sobrepasa la altura de succinde las bombas. Estas bombas por lo general se construyen con lubricacin por aceite opor el mismo fluido bombeado (autolubricadas) con tazones y difusores.

En los siguientes incisos se determinarn los parmetros para poder seleccionar, deentre varios fabricantes, un correcto equipo de bombeo; primero para el pozo N 10 yenseguida para la estacin de bombeo.

3.1.4.1 Clculo de prdidas por friccin (ref. 4).

El coeficiente de friccin es la variable de diseo que permite calcular las prdidas deenerga en el escurrimiento por un conducto. Se ha determinado que en el diseo deconductos a presin de sistemas de agua potable, para obtener las prdidas de energase utilice el modelo de Darcy-Weisbach.

Para el calcular las prdidas utilizaremos el mtodo de longitudes equivalentes y comoprimer paso determinaremos que tipo de flujo (laminar, transicin a la turbulencia yturbulento) habr en las tuberas, con ayuda del nmero de Reynolds (Re), el cual dicelo siguiente:

Si Re


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Por lo tanto el tipo de flujo que habr dentro de la lnea de conduccin es turbulento ypara ello, las prdidas las calcularemos con la ecuacin de Darcy-Weisbach, la cualdice:

=

g

V

D

LfHf

2

2

- 14 - (ref. 4)

Donde:

Hf = prdidas de energa en el escurrimiento por un conducto, (m).f = Coeficiente de prdidas por rozamiento, (adimensional).L = Longitud total de la tubera, (m).D = Dimetro nominal de la tubera, (m).V = Velocidad del fluido, (m/s).g = Aceleracin de la gravedad, (m/s2).

Las prdidas por friccin las calcularemos por longitudes equivalentes, por lo tanto laecuacin (14) quedar de la siguiente manera:

+=g

V

D

LeLfHf

2

2

- 15 - (ref. 4)

Donde:

L = Sumatoria de longitudes de los tramos rectos de tuberas (m).

Le = Sumatoria de longitudes equivalentes de accesorios diversos (m).El factor (f) que est en funcin de dos valores: la rugosidad relativa, que se obtienede dividir la rugosidad absoluta del material de la tubera () (anexo 4)entre el dimetrode la tubera (D); y del nmero de Reynolds, que se obtuvo con la ecuacin 13.

Nos apoyaremos en el diagrama de Moody (anexo 2), para obtener el factor de friccin (f)Por lo tanto de acuerdo con los valores anteriores se obtuvo que:

Re = 407,798.16

254.0

00005.0

=D

Del diagrama de Moody (anexo 2), se tiene que: f= 0.0154


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P. Hernndez Ayala Adn. Ingeniera Mecnica. ESIME-Unidad Profesion

sistema de bombeo para la segunda seccion de la colonia potrero la laguna en coacalco, estado de...

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