3.1 Línea de Conducción

1 40 CAPITULO 3 DISE O DE LINEA DE CONDUCCI N Y RED DE DISTRIBUCI N L nea de Conducci n Se entiende por l nea de conducci n al tramo de tuber a que transporta agua desde la captaci n hasta la planta potabilizadora, o bien hasta el tanque de regularizaci n, dependiendo de la configuraci n del sistema de agua potable. Una l nea de Conducci n debe seguir, en lo posible, el perfil del terreno y debe ubicarse de manera que pueda inspeccionarse f cilmente. Esta puede dise arse para trabajar por gravedad o bombeo. Para que se utilice la distribuci n por gravedad, es necesario que la fuente de suministro, sea un lago o un embalse, este situado en alg n punto elevado respecto a la ciudad, de manera que pueda mantenerse una presi n suficiente en las tuber as principales.

2 Este m todo es el mas aconsejable si la conducci n que une la fuente con la ciudad es de tama o adecuado y esta bien protegida contra roturas accidentales. Cuando las condiciones de terreno o el gasto necesario del suministro de agua no permiten el dise o de la l nea de conducci n por gravedad, se utiliza el bombeo, teniendo dos variantes. 41La primera es utilizaci n de bombas, mas el almacenado de cierta cantidad de agua. En general, cuando se emplea este m todo, el exceso de agua se almacena en un tanque elevado durante los periodos de bajo consumo. Durante los periodos de alto consumo el agua almacenada se utiliza para aumentar la suministrada por la bomba.

3 Este sistema permite obtener un rendimiento uniforme en las bombas y, por lo tanto es econ mico, ya que se puede hacer trabajar a las bombas en condiciones optimas. Por otra parte, como el agua almacenada proporciona una reserva que puede utilizarse en los casos de incendio y cuando se producen aver as en las bombas, este m todo de operaci n proporciona una amplia seguridad. La segunda opci n es la de utilizaci n de bombas sin almacenamiento, en este caso las bombas introducen el agua directamente en la tuber a sin otra salida que la del agua realmente consumida. Es el sistema menos deseable, ya que una aver a en la fuente de energ a ocasionar a una interrupci n completa en el suministro de agua.

4 Al variar el consumo, la presi n en las tuber as fluctuara f cilmente. Si las bombas se accionan el ctricamente, su punta de consumo es f cil que coincida con la de la demanda general, lo que incrementa el costo de la energ a. Consideraciones de Dise o Gastos de dise o Normalmente se dise a para conducir el volumen de agua requerido en un d a m ximo de consumo, es decir, Qmax,diario, este gasto fue calculado anteriormente en el capitulo 2, tabla Las variaciones horarias en ese d a ser n absorbidas por el tanque de regularizaci n. 42 Otra opci n para dise ar es la tomar como base el consumo m ximo por hora, Qmax,horario y omitir la construcci n del tanque de regularizaci n.

5 Es importante resaltar que para las l neas de conducci n por bombeo, deben planearse para que operen 24 horas al d a. De otra manera, deben ajustarse los gastos de dise o para satisfacer las necesidades requeridas (aumentar el gasto de conducci n y, por lo tanto, el di metro de la tuber a). Presiones de dise o Las l neas de conducci n son ductos que siguen la topograf a del terreno y trabajan a presi n. Al dise ar una l nea de conducci n por gravedad, uno debe de tener muy en cuenta el calculo de la l nea piezom trica (l nea de energ a) y la l nea de gradiente hidr ulico (presi n + elevaci n.). Pues se debe cuidar que la l nea de gradiente hidr ulico se encuentre siempre por encima del eje de la tuber a, evitando as presiones negativas en la l nea.

6 Otro factor muy importante a tomarse en cuenta es la selecci n de la tuber a para la l nea de conducci n, esta debe soportar la presi n m s alta que pueda presentarse en la l nea de conducci n. Generalmente la presi n mas alta no se presenta cuando el sistema esta en operaci n, sino cuando la v lvula de salida se encuentra cerrada y se desarrollan presiones hidrost ticas. Tambi n las presiones pueden elevarse mucho cuando se presenta un golpe de ariete (por cierre s bito de una v lvula o porque una bomba deja de funcionar) que genera una sobrepresi n. Tuber as Las tuber as que com nmente se utilizan para la construcci n de l neas de conducci n son: acero, fierro galvanizado, fierro fundido, asbesto-cemento, PVC, polietileno de alta densidad y cobre.

7 1) Tuber a de acero Di metros comerciales: var an en 2 desde 4 hasta 24 , y a cada 6 entre 30 y 72 Ventajas: - Tienen una vida til prolongada cuando se instala, protege y mantiene correctamente. - Se recomienda su uso cuando se requiera de di metros grandes y presiones elevadas. - Material resistente y liviano para cubrir dichas condiciones. Desventajas: - Da os estructurales debido a corrosi n son mayores que en fierro fundido debido a las paredes mas delgadas de estas tuber a. - El acero se expande por cada 100 ft de largo cuando la temperatura se aproxima a los 40 C. Por lo tanto, se requiere instalar juntas que permitan tal expansi n. 2) Tuber a de fierro fundido Di metros comerciales: 3 ,4 en incrementos de 2 hasta 20 , 24 y en incrementos de 6 hasta 48.

8 Largos comerciales: El largo est ndar es de 12ft (4m), pero tambi n pueden obtenerse largos hasta de 20ft (6m). 44 Presi n: Fabricada para soportar presiones de hasta 350psi (2500 kN/m2). Una tuber a de fierro fundido puede durar mas de 100 a os en servicio bajo condiciones normales de operaci n (previniendo corrosi n). La corrosi n externa no es problema, generalmente, debido a los espesores de pared relativamente grandes que se manejan. Aun as , la tuber a se puede encamisar con polietileno para protegerla de ambientes desfavorables. La tuber a d ctil ha venido reemplazando a la tradicional de fierro fundido. Hecha de una aleaci n de magnesio con hierro, de bajo contenido en f sforo y azufre.

9 3) Tuber a de fierro galvanizado Tuber a de fierro fundido recubierta con zinc (el principal prop sito de este recubrimiento es el disminuir la corrosi n.) Di metros comerciales de , 3, , 4, 5, 6, 8, 10 pulgadas. Existe tambi n la tuber a de metal corrugado (galvanizado), la cual se utiliza para drenaje (alcantarillas en carreteras). El corrugado aumenta la resistencia de la tuber a y permite reducir su espesor de pared. 4) Tuber a de concreto Com nmente fabricada para proyectos espec ficos, as que di metros especiales son relativamente f ciles de obtener. Disponibles en tama os hasta de 72 (2 m). Tuber a destinada a servir l neas de alta presi n, se elabora con alma de acero para resistir tensi n.

10 El refuerzo de acero se omite en la fabricaci n de tuber a de baja presi n. Tuber a fabricada para resistir presiones est ticas de hasta 400 psi (2,700 kN/m2). 455) Tuber a de asbesto-cemento Tuber a hacha a base de cemento P rtland, s lica y fibras de asbesto. Di metros comerciales: 4 hasta 36 ( m m). Largos comerciales: Largo est ndar de 13 ft (4m). Presi n: Se fabrica en diferentes grados para soportar presiones de hasta 200 psi (1,500 kN/m2). Ventajas: Ligera, de f cil instalaci n, resistente ala corrosi n. Desventajas: - Se ha demostrado que el asbesto es cancerigeno cuando las fibras son inaladas, pero no hay evidencia contundente de que causen alg n problema si son ingeridas.